Héichgeschwindegkeets-Fotodetektoren ginn duerch InGaAs-Fotodetektoren agefouert.

Héichgeschwindegkeets-Fotodetektoren ginn agefouert vunInGaAs Photodetektoren

Héichgeschwindegkeets-FotodetektorenAm Beräich vun der optescher Kommunikatioun gehéieren haaptsächlech III-V InGaAs Photodetekteren an IV Voll-Si a Ge/Si-FotodetektorenDee fréiere ass en traditionellen Nah-Infraroutdetektor, deen zënter laanger Zäit dominant ass, während dee Leschten op Silizium-optesch Technologie baséiert fir e Rising Star ze ginn, an an de leschte Joren en Hotspot am Beräich vun der internationaler Optoelektronikfuerschung ass. Zousätzlech entwéckele sech nei Detektoren op Basis vu Perowskit, organeschen an zweedimensionalen Materialien séier wéinst de Virdeeler vun einfacher Veraarbechtung, gudder Flexibilitéit an ofstëmmenden Eegeschaften. Et gëtt bedeitend Ënnerscheeder tëscht dësen neien Detektoren an traditionellen anorganesche Photodetektoren a Materialeigenschaften a Fabrikatiounsprozesser. Perowskit-Detektoren hunn exzellent Liichtabsorptiounseigenschaften an effizient Ladungstransportkapazitéit, organesch Materialdetektoren gi wäit verbreet wéinst hiren niddrege Käschten an flexible Elektronen benotzt, an zweedimensional Materialdetektoren hunn vill Opmierksamkeet op sech gezunn wéinst hiren eenzegaartege physikaleschen Eegeschaften an héijer Trägermobilitéit. Am Verglach mat InGaAs- an Si/Ge-Detektoren mussen déi nei Detektoren awer nach ëmmer verbessert ginn a punkto laangfristeg Stabilitéit, Fabrikatiounsreifheet an Integratioun.

InGaAs ass ee vun den ideale Materialien fir d'Realisatioun vun héichgeschwindegen a reagéierende Photodetektoren. Éischtens ass InGaAs e Hallefleedermaterial mat direkter Bandlück, a seng Bandlückbreet kann duerch d'Verhältnes tëscht In a Ga geregelt ginn, fir d'Detektioun vun optesche Signaler vu verschiddene Wellelängten z'erreechen. Dorënner ass In0.53Ga0.47As perfekt mat dem Substratgitter vun InP iwwereneestëmmt an huet e groussen Liichtabsorptiounskoeffizient am optesche Kommunikatiounsband, wat am meeschte verbreet ass bei der Virbereedung vun ...photodetectors, an d'Leeschtung vum Däischterstroum an der Reaktiounsfäegkeet sinn och déi bescht. Zweetens hunn InGaAs- an InP-Materialien allebéid eng héich Elektronendriftgeschwindegkeet, an hir gesättigte Elektronendriftgeschwindegkeet ass ongeféier 1×107 cm/s. Gläichzäiteg hunn InGaAs- an InP-Materialien en Iwwerschwemmungseffekt vun der Elektronengeschwindegkeet ënner engem spezifeschen elektresche Feld. D'Iwwerschwemmungsgeschwindegkeet kann a 4× 107 cm/s an 6×107 cm/s opgedeelt ginn, wat dozou bäidréit, eng méi grouss zäitbegrenzt Bandbreet fir den Träger ze realiséieren. Am Moment ass den InGaAs-Fotodetektor de meescht verbreeten Fotodetektor fir optesch Kommunikatioun, an d'Uewerflächeninzidenz-Kopplungsmethod gëtt meeschtens um Maart benotzt, an d'Uewerflächeninzidenzdetektorprodukter mat 25 Gbaud/s an 56 Gbaud/s goufen realiséiert. Et goufen och Uewerflächeninzidenzdetektoren mat méi klenger Gréisst, Réckinzidenz a grousser Bandbreet entwéckelt, déi haaptsächlech fir Uwendungen mat héijer Geschwindegkeet an héijer Sättigung gëeegent sinn. D'Uewerflächeninzidenzsonde ass awer duerch hire Kopplungsmodus limitéiert an ass schwéier mat aneren optoelektroneschen Apparater z'integréieren. Dofir sinn, mat der Verbesserung vun den Ufuerderunge vun der optoelektronescher Integratioun, wellenleiter-gekoppelt InGaAs Photodetektoren mat exzellenter Leeschtung a gëeegent fir Integratioun lues a lues zum Fokus vun der Fuerschung ginn, dorënner déi kommerziell 70 GHz an 110 GHz InGaAs Photosondemoduler bal all wellenleiter-gekoppelt Strukturen benotzen. Jee no den ënnerschiddleche Substratmaterialien kann d'Wellenleiter-gekoppelt InGaAs photoelektresch Sonde an zwou Kategorien agedeelt ginn: InP a Si. Dat epitaktesch Material op InP-Substrat huet eng héich Qualitéit a ass besser gëeegent fir d'Virbereedung vun Héichleistungs-Bauelementer. Wéi och ëmmer, verschidde Mëssverständnesser tëscht III-V-Materialien, InGaAs-Materialien a Si-Substrater, déi op Si-Substrater gewuess oder gebonne sinn, féieren zu enger relativ schlechter Material- oder Grenzflächenqualitéit, an d'Leeschtung vum Apparat huet nach ëmmer vill Spillraum fir Verbesserung.