آخرین تحقیقات در مورد آشکارساز نوری بهمن

جدیدترین تحقیقات ازآشکارساز نوری بهمن

فناوری تشخیص مادون قرمز به طور گسترده در شناسایی نظامی، نظارت بر محیط زیست، تشخیص پزشکی و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. آشکارسازهای مادون قرمز سنتی محدودیت‌هایی در عملکرد دارند، مانند حساسیت تشخیص، سرعت پاسخ و غیره. مواد فوق شبکه کلاس II InAs/InAsSb (T2SL) دارای خواص فوتوالکتریک و قابلیت تنظیم عالی هستند که آنها را برای آشکارسازهای مادون قرمز موج بلند (LWIR) ایده‌آل می‌کند. مشکل پاسخ ضعیف در تشخیص مادون قرمز موج بلند مدت مورد توجه بوده است، که قابلیت اطمینان کاربردهای دستگاه‌های الکترونیکی را تا حد زیادی محدود می‌کند. اگرچه آشکارساز نوری بهمنی (آشکارساز نوری APD) عملکرد پاسخ عالی دارد، اما در طول ضرب از جریان تاریک بالا رنج می‌برد.

برای حل این مشکلات، تیمی از دانشگاه علوم و فناوری الکترونیک چین با موفقیت یک فوتودیود بهمنی مادون قرمز موج بلند سوپرشبکه کلاس II (T2SL) با عملکرد بالا طراحی کرده‌اند. محققان از نرخ بازترکیبی اوژه پایین‌تر لایه جاذب InAs/InAsSb T2SL برای کاهش جریان تاریک استفاده کردند. در عین حال، AlAsSb با مقدار k پایین به عنوان لایه ضرب‌کننده برای سرکوب نویز دستگاه در عین حفظ بهره کافی استفاده می‌شود. این طراحی یک راه حل امیدوارکننده برای ترویج توسعه فناوری تشخیص مادون قرمز موج بلند ارائه می‌دهد. این آشکارساز از یک طراحی پله‌ای چندلایه استفاده می‌کند و با تنظیم نسبت ترکیب InAs و InAsSb، انتقال نرم ساختار نواری حاصل می‌شود و عملکرد آشکارساز بهبود می‌یابد. از نظر انتخاب مواد و فرآیند آماده‌سازی، این مطالعه به طور مفصل روش رشد و پارامترهای فرآیند ماده InAs/InAsSb T2SL مورد استفاده برای آماده‌سازی آشکارساز را شرح می‌دهد. تعیین ترکیب و ضخامت InAs/InAsSb T2SL بسیار مهم است و تنظیم پارامتر برای دستیابی به تعادل تنش مورد نیاز است. در زمینه تشخیص مادون قرمز موج بلند، برای دستیابی به طول موج قطع مشابه InAs/GaSb T2SL، به یک تک دوره InAs/InAsSb T2SL ضخیم‌تر نیاز است. با این حال، تک دوره ضخیم‌تر منجر به کاهش ضریب جذب در جهت رشد و افزایش جرم مؤثر حفره‌ها در T2SL می‌شود. مشخص شده است که افزودن مؤلفه Sb می‌تواند بدون افزایش قابل توجه ضخامت تک دوره، به طول موج قطع بلندتری دست یابد. با این حال، ترکیب بیش از حد Sb ممکن است منجر به جداسازی عناصر Sb شود.

بنابراین، InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL با گروه Sb 0.5 به عنوان لایه فعال APD انتخاب شد.آشکارساز نوری. InAs/InAsSb T2SL عمدتاً روی زیرلایه‌های GaSb رشد می‌کند، بنابراین نقش GaSb در مدیریت کرنش باید در نظر گرفته شود. اساساً، دستیابی به تعادل کرنش شامل مقایسه میانگین ثابت شبکه یک ابرشبکه برای یک دوره با ثابت شبکه زیرلایه است. به طور کلی، کرنش کششی در InAs توسط کرنش فشاری ایجاد شده توسط InAsSb جبران می‌شود و در نتیجه یک لایه InAs ضخیم‌تر از لایه InAsSb ایجاد می‌شود. این مطالعه ویژگی‌های پاسخ فوتوالکتریک آشکارساز نوری بهمنی، از جمله پاسخ طیفی، جریان تاریک، نویز و غیره را اندازه‌گیری کرد و اثربخشی طراحی لایه گرادیان پله‌ای را تأیید کرد. اثر ضرب بهمنی آشکارساز نوری بهمنی تجزیه و تحلیل می‌شود و رابطه بین ضریب ضرب و توان نور فرودی، دما و سایر پارامترها مورد بحث قرار می‌گیرد.

شکل. (الف) نمودار شماتیک آشکارساز نوری APD مادون قرمز موج بلند InAs/InAsSb؛ (ب) نمودار شماتیک میدان‌های الکتریکی در هر لایه از آشکارساز نوری APD.