Déi lescht Fuerschung vunLawinen-Fotodetektor
Infraroutdetektiounstechnologie gëtt wäit verbreet an der militärescher Opklärung, Ëmweltiwwerwaachung, medizinescher Diagnostik an anere Beräicher agesat. Traditionell Infraroutdetektoren hunn e puer Aschränkungen an der Leeschtung, wéi z. B. Detektiounsempfindlechkeet, Reaktiounsgeschwindegkeet a sou weider. InAs/InAsSb Klass II Supergitter (T2SL) Materialien hunn exzellent photoelektresch Eegeschaften an Ofstëmmebarkeet, wat se ideal fir Langwellen-Infraroutdetektoren (LWIR) mécht. De Problem vun der schwaacher Reaktioun bei der Langwellen-Infraroutdetektioun ass scho laang e Problem, wat d'Zouverlässegkeet vun elektroneschen Apparatapplikatiounen staark limitéiert. Och wann Lawinenfotodetektoren (APD-Fotodetektor) eng exzellent Reaktiounsleistung huet, leid et ënner héijem Däischterstroum während der Multiplikatioun.
Fir dës Problemer ze léisen, huet en Team vun der University of Electronic Science and Technology of China erfollegräich eng héichperformant Klass II Supergitter (T2SL) laangwelleg Infrarout-Lawinen-Photodiod (APD) entwéckelt. D'Fuerscher hunn déi méi niddreg Auger-Rekombinatiounsquote vun der InAs/InAsSb T2SL-Absorberschicht benotzt fir den Däischterstroum ze reduzéieren. Gläichzäiteg gëtt AlAsSb mat engem niddrege k-Wäert als Multiplikatorschicht benotzt fir den Apparatgeräisch z'ënnerdrécken, während e genuch Verstärkung behalen gëtt. Dësen Design bitt eng villverspriechend Léisung fir d'Entwécklung vun der laangwelleger Infrarout-Detektiounstechnologie ze fërderen. Den Detektor benotzt en stufenweisen Design, an duerch d'Upassung vum Zesummesetzungsverhältnis vun InAs an InAsSb gëtt en reibungslosen Iwwergang vun der Bandstruktur erreecht, an d'Performance vum Detektor gëtt verbessert. Wat d'Materialauswiel an de Virbereedungsprozess ugeet, beschreift dës Studie am Detail d'Wuesstumsmethod an d'Prozessparameter vum InAs/InAsSb T2SL-Material, dat fir d'Virbereedung vum Detektor benotzt gëtt. D'Bestimmung vun der Zesummesetzung an der Déckt vum InAs/InAsSb T2SL ass entscheedend an eng Parameteranpassung ass néideg fir e Spannungsgläichgewiicht z'erreechen. Am Kontext vun der Langwellen-Infraroutdetektioun ass eng méi déck InAs/InAsSb T2SL Eenzelperiod noutwendeg, fir déiselwecht Ofgrenzungswellelängt wéi InAs/GaSb T2SL z'erreechen. Wéi och ëmmer, e méi décke Monocycle féiert zu enger Ofsenkung vum Absorptiounskoeffizient a Wuessrichtung an enger Erhéijung vun der effektiver Mass vun de Lächer am T2SL. Et huet sech erausgestallt, datt d'Zousätzlech vun der Sb-Komponent eng méi laang Ofgrenzungswellelängt erreeche kann, ouni d'Déckt vun enger Eenzelperiod wesentlech ze erhéijen. Wéi och ëmmer, eng exzessiv Sb-Zesummesetzung kann zu enger Segregatioun vun Sb-Elementer féieren.
Dofir gouf InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL mat der Sb-Grupp 0.5 als aktiv Schicht vun APD ausgewielt.FotodetektorInAs/InAsSb T2SL wiisst haaptsächlech op GaSb-Substrater, dofir muss d'Roll vu GaSb beim Dehnungsmanagement berécksiichtegt ginn. Am Fong geet et drëm, d'Dehnungsgläichgewiicht z'erreechen, d'duerchschnëttlech Gitterkonstant vun engem Supergitter fir eng Period mat der Gitterkonstant vum Substrat ze vergläichen. Am Allgemengen gëtt d'Zuchdehnung am InAs duerch d'Kompressiounsdehnung kompenséiert, déi vum InAsSb agefouert gëtt, wat zu enger méi décker InAs-Schicht féiert wéi d'InAsSb-Schicht. Dës Studie huet d'photoelektresch Äntwertcharakteristike vum Lawinen-Fotodetektor gemooss, dorënner d'Spektraläntwert, den Däischterstroum, de Rauschen, etc., an huet d'Effektivitéit vum gestaffelte Gradientenschichtdesign verifizéiert. Den Lawinenmultiplikatiounseffekt vum Lawinen-Fotodetektor gëtt analyséiert, an d'Bezéiung tëscht dem Multiplikatiounsfaktor an der afalender Liichtleistung, der Temperatur an anere Parameteren gëtt diskutéiert.
FIG. (A) Schematescht Diagramm vum InAs/InAsSb Langwellen-Infrarout-APD-Fotodetektor; (B) Schematescht Diagramm vun den elektresche Felder op all Schicht vum APD-Fotodetektor.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 06.01.2025