Iň soňky ylmy barlaglargar uçguny fotodetektory
Infragyzyl anyklaýyş tehnologiýasy harby razwedkada, daşky gurşawyň gözegçiliginde, lukmançylyk diagnozynda we beýleki ugurlarda giňden ulanylýar. Adaty infragyzyl detektorlaryň iş ýüzünde käbir çäklendirmeleri bar, mysal üçin anyklaýyş duýgurlygy, jogap beriş tizligi we ş.m. InAs/InAsSb II synp supertorly (T2SL) materiallar ajaýyp fotoelektrik häsiýetlere we sazlanyş ukybyna eýedir, bu bolsa olary uzyn tolkunly infragyzyl (LWIR) detektorlar üçin ideal edýär. Uzak tolkunly infragyzyl anyklaýyşda gowşak jogap beriş meselesi uzak wagt bäri alada döredýär, bu bolsa elektron enjamlaryň ulanylyşynyň ygtybarlylygyny ep-esli çäklendirýär. Gar uçguny fotodetektory (APD fotodetektory) ajaýyp jogap beriş ukybyna eýedir, köpeltme wagtynda ýokary garaňky tokdan ejir çekýär.
Bu meseleleri çözmek üçin Hytaýyň Elektron Ylymlary we Tehnologiýa Uniwersitetiniň topary ýokary öndürijilikli II derejeli supertorly (T2SL) uzyn tolkunly infragyzyl gar uçgun fotodiodyny (APD) üstünlikli döretdi. Barlagçylar garaňky togy azaltmak üçin InAs/InAsSb T2SL siňdiriji gatlagynyň pes burgu rekombinasiýa tizligini ulandylar. Şol bir wagtyň özünde, ýeterlik gazanç derejesini saklap, enjamyň şowhunyny basyp ýatyrmak üçin köpeldiji gatlak hökmünde pes k gymmaty bolan AlAsSb ulanylýar. Bu dizaýn uzyn tolkunly infragyzyl anyklaýyş tehnologiýasynyň ösüşini höweslendirmek üçin geljegi uly çözgüt hödürleýär. Detektor basgançakly dizaýny kabul edýär we InAs we InAsSb düzüm gatnaşygyny sazlamak arkaly zolak gurluşynyň ýumşak geçişi gazanylýar we detektoryň işi gowulanýar. Material saýlamak we taýýarlamak prosesi babatda bu gözlegde detektory taýýarlamak üçin ulanylýan InAs/InAsSb T2SL materialynyň ösüş usuly we proses parametrleri jikme-jik beýan edilýär. InAs/InAsSb T2SL-iň düzümini we galyňlygyny kesgitlemek örän möhümdir we stres deňagramlylygyna ýetmek üçin parametrleri sazlamak zerurdyr. Uzyn tolkunly infragyzyl deteksiýa kontekstinde, InAs/GaSb T2SL bilen birmeňzeş kesiş tolkun uzynlygyna ýetmek üçin has galyň InAs/InAsSb T2SL bir döwür gerek bolýar. Şeýle-de bolsa, has galyň monosikl ösüş ugrunda siňdiriş koeffisiýentiniň peselmegine we T2SL-de deşikleriň netijeli massasynyň artmagyna getirýär. Sb komponentini goşmak bilen bir döwür galyňlygyny ep-esli artdyrmazdan has uzyn kesiş tolkun uzynlygyna ýetip bolýandygy anyklandy. Şeýle-de bolsa, Sb düzüminiň aşa köp bolmagy Sb elementleriniň bölünmegine sebäp bolup biler.
Şonuň üçin, APD-niň işjeň gatlagy hökmünde Sb topary 0.5 bolan InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL saýlanyldyfotodetektorInAs/InAsSb T2SL esasan GaSb substratlarynda ösýär, şonuň üçin GaSb-niň dartgynlylygy dolandyrmakdaky roluny göz öňünde tutmaly. Esasan, dartgynlylyk deňagramlylygyna ýetmek üçin bir döwür üçin supertoryň ortaça tor sabitligi substratyň tor sabitligi bilen deňeşdirmek gerek. Umuman, InAs-daky dartgynlylyk dartgynlylygy InAsSb tarapyndan girizilen basyş dartgynlylygy bilen kompensasiýa edilýär, netijede InAsSb gatlagyndan has galyň InAs gatlagy emele gelýär. Bu gözlegde spektral jogap, garaňky tok, şowhun we ş.m. ýaly gar uçguny fotodetektorynyň fotoelektrik jogap häsiýetleri ölçeldi we basgançakly gradient gatlagynyň dizaýnynyň netijeliligi barlandy. Gar uçguny fotodetektorynyň gar uçguny köpeltme täsiri seljerilýär we köpeltme faktory bilen düşýän ýagtylygyň güýji, temperatura we beýleki parametrler arasyndaky gatnaşyk ara alnyp maslahatlaşylýar.
SURAT. (A) InAs/InAsSb uzyn tolkunly infragyzyl APD fotodetektorynyň shematiki diagrammasy; (B) APD fotodetektorynyň her gatlagyndaky elektrik meýdanlarynyň shematiki diagrammasy.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 6-njy ýanwary