Nejnovější výzkum lavinové fotodetektice

Nejnovější výzkumA laviny fotodetektor

Technologie detekce infračerveného průvodu se široce používá ve vojenském průzkumu, monitorování životního prostředí, lékařské diagnóze a dalších oborech. Tradiční infračervené detektory mají určitá omezení výkonu, jako je citlivost na detekci, rychlost odezvy atd. Materiály Superlattice (T2SL) INAS/INASBI II mají vynikající fotoelektrické vlastnosti a laditelnost, což z nich činí ideální pro detektory infračervených (LWIR) s dlouhými vlnami (LWIR). Problém slabé odezvy při detekci infračervených vln byl po dlouhou dobu problémem, což výrazně omezuje spolehlivost aplikací elektronických zařízení. Ačkoli lavinový fotodetektor (APD fotodetektor) má vynikající výkon odezvy, trpí během násobení vysokým tmavým proudem.

K vyřešení těchto problémů tým z University of Electronic Science and Technology v Číně úspěšně navrhl vysoce výkonnou třídu II Superlattice (T2SL) s dlouhou vlnou infračervenou lavinou Photodiode (APD). Vědci použili nižší rychlost rekombinace šneku pro absorpční vrstvu INAS/INASB T2SL, aby se snížil tmavý proud. Současně se jako vrstva multiplikátoru používá alassb s nízkou hodnotou K k potlačení šumu zařízení při zachování dostatečného zisku. Tento design poskytuje slibné řešení pro podporu vývoje technologie detekce infračervených vln. Detektor přijímá stupňovaný vrstvený design a úpravou poměru složení INAS a INASB je dosaženo hladkého přechodu struktury pásma a vylepšuje se výkon detektoru. Pokud jde o proces výběru a přípravy materiálu, tato studie podrobně popisuje metodu růstu a parametry procesu INAS/INASSB T2SL materiálu používaného k přípravě detektoru. Stanovení složení a tloušťky INAS/INASSB T2SL je kritické a k dosažení rovnováhy napětí je nutné nastavení parametrů. V kontextu detekce infračervené infračervenosti s dlouhou vlnou, k dosažení stejné mezní vlnové délky jako INAS/Gasb T2SL je vyžadována silnější jednorázové období INAS/INASB T2SL. Silnější monocykl však vede ke snížení absorpčního koeficientu ve směru růstu a zvýšení účinné hmoty otvorů v T2SL. Zjistilo se, že přidání komponenty SB může dosáhnout delší mezní vlnové délky bez výrazného zvýšení tloušťky jedné období. Nadměrné složení SB však může vést ke segregaci prvků SB.

Proto byla jako aktivní vrstva APD vybrána INAS/INAS0.5SB0,5 T2SL se skupinou SB 0,5fotodetektor. INAS/INASB T2SL roste hlavně na substrátech GASB, takže je třeba zvážit úlohu plynného při řízení kmene. V podstatě dosažení kmenové rovnováhy v podstatě zahrnuje porovnání průměrné mřížové konstanty superlattice po dobu jednoho období s mřížkovou konstantou substrátu. Obecně je napětí tahu v INA kompenzováno tlakovým napětím zavedeným INASSB, což má za následek silnější vrstvu INAS než vrstva INASB. Tato studie měřila charakteristiky fotoelektrické odezvy lavinového fotodetektoru, včetně spektrální odezvy, tmavého proudu, šumu atd., A ověřovala účinnost konstrukce stupňovitého gradientu. Analyzoval se efekt lavinové multiplikace laviny a je diskutován vztah mezi faktorem multiplikačního a dopadajícího světla, teploty a dalšími parametry.

Obr. (A) Schematický diagram infračerveného APD fotodetektoru INAS/INASB; (B) Schematický diagram elektrických polí v každé vrstvě fotodetektoru APD.