Cele mai recente cercetări alefotodetector de avalanșă
Tehnologia de detectare în infraroșu este utilizată pe scară largă în recunoașterea militară, monitorizarea mediului, diagnosticarea medicală și alte domenii. Detectoarele tradiționale cu infraroșu au unele limitări în performanță, cum ar fi sensibilitatea de detecție, viteza de răspuns și așa mai departe. Materialele InAs/InAsSb Clasa II superlatice (T2SL) au proprietăți fotoelectrice și reglabilitate excelente, făcându-le ideale pentru detectoarele cu infraroșu cu undă lungă (LWIR). Problema răspunsului slab în detectarea în infraroșu cu unde lungi a fost o preocupare de mult timp, ceea ce limitează foarte mult fiabilitatea aplicațiilor dispozitivelor electronice. Deși fotodetectorul de avalanșă (Fotodetector APD) are o performanță de răspuns excelentă, suferă de un curent de întuneric ridicat în timpul înmulțirii.
Pentru a rezolva aceste probleme, o echipă de la Universitatea de Știință și Tehnologie Electronică din China a proiectat cu succes o fotodiodă de avalanșă cu infraroșu (APD) de înaltă performanță Clasa II (T2SL). Cercetătorii au folosit rata mai mică de recombinare a melcului a stratului absorbant InAs/InAsSb T2SL pentru a reduce curentul de întuneric. În același timp, AlAsSb cu valoare k scăzută este utilizat ca strat multiplicator pentru a suprima zgomotul dispozitivului, menținând în același timp un câștig suficient. Acest design oferă o soluție promițătoare pentru promovarea dezvoltării tehnologiei de detectare în infraroșu cu unde lungi. Detectorul adoptă un design în trepte, iar prin ajustarea raportului de compoziție a InAs și InAsSb, se realizează tranziția lină a structurii benzii, iar performanța detectorului este îmbunătățită. În ceea ce privește selecția materialului și procesul de pregătire, acest studiu descrie în detaliu metoda de creștere și parametrii de proces ai materialului InAs/InAsSb T2SL utilizat pentru pregătirea detectorului. Determinarea compoziției și grosimii InAs/InAsSb T2SL este critică și este necesară ajustarea parametrilor pentru a obține echilibrul tensiunilor. În contextul detecției în infraroșu cu undă lungă, pentru a obține aceeași lungime de undă de tăiere ca și InAs/GaSb T2SL, este necesară o singură perioadă mai groasă de InAs/InAsSb T2SL. Cu toate acestea, monociclul mai gros are ca rezultat o scădere a coeficientului de absorbție în direcția de creștere și o creștere a masei efective a găurilor în T2SL. Sa constatat că adăugarea componentei Sb poate obține o lungime de undă de tăiere mai lungă fără a crește semnificativ grosimea unei singure perioade. Cu toate acestea, compoziția excesivă de Sb poate duce la segregarea elementelor Sb.
Prin urmare, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL cu grupul Sb 0.5 a fost selectat ca strat activ al APDfotodetector. InAs/InAsSb T2SL crește în principal pe substraturi GaSb, astfel încât rolul GaSb în managementul tulpinilor trebuie luat în considerare. În esență, atingerea echilibrului de deformare implică compararea constantei medii a rețelei a unei superrețele pentru o perioadă cu constanta rețelei a substratului. În general, deformarea de tracțiune în InAs este compensată de deformarea de compresiune introdusă de InAsSb, rezultând un strat de InAs mai gros decât stratul de InAsSb. Acest studiu a măsurat caracteristicile de răspuns fotoelectric ale fotodetectorului de avalanșă, inclusiv răspunsul spectral, curentul întunecat, zgomotul etc. și a verificat eficacitatea designului stratului de gradient în trepte. Se analizează efectul de multiplicare a avalanșei al fotodetectorului de avalanșă și se discută relația dintre factorul de multiplicare și puterea luminii incidente, temperatura și alți parametri.
SMOCHIN. (A) Diagrama schematică a fotodetectorului APD cu infraroșu cu undă lungă InAs/InAsSb; (B) Diagrama schematică a câmpurilor electrice la fiecare strat de fotodetector APD.
Ora postării: 06-ian-2025