හිම කුණාටු ෆොටෝ ඩිටෙක්ටරය පිළිබඳ නවතම පර්යේෂණය

නවතම පර්යේෂණයහිම කුණාටු ප්‍රභා අනාවරකය

අධෝරක්ත අනාවරණ තාක්ෂණය හමුදා ඔත්තු බැලීම, පාරිසරික අධීක්ෂණය, වෛද්‍ය රෝග විනිශ්චය සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වේ. සාම්ප්‍රදායික අධෝරක්ත අනාවරකවල ක්‍රියාකාරීත්වයේ යම් සීමාවන් ඇත, එනම් හඳුනාගැනීමේ සංවේදීතාව, ප්‍රතිචාර වේගය යනාදිය. InAs/InAsSb පන්තියේ II සුපිරි දැලිස් (T2SL) ද්‍රව්‍ය විශිෂ්ට ප්‍රකාශ විද්‍යුත් ගුණ සහ සුසර කිරීමේ හැකියාව ඇති අතර, ඒවා දිගු තරංග අධෝරක්ත (LWIR) අනාවරක සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ. දිගු තරංග අධෝරක්ත හඳුනාගැනීමේදී දුර්වල ප්‍රතිචාරයේ ගැටළුව දිගු කාලයක් තිස්සේ කනස්සල්ලට කරුණක් වී ඇති අතර එය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග යෙදුම්වල විශ්වසනීයත්වය බෙහෙවින් සීමා කරයි. හිම කුණාටු ෆොටෝඩෙටෙක්ටර් වුවද (APD ෆොටෝඩෙටෙක්ටරය) විශිෂ්ට ප්‍රතිචාර කාර්ය සාධනයක් ඇත, එය ගුණ කිරීමේදී ඉහළ අඳුරු ධාරාවකින් පීඩා විඳිති.

මෙම ගැටළු විසඳීම සඳහා, චීනයේ ඉලෙක්ට්‍රොනික විද්‍යා හා තාක්ෂණ විශ්ව විද්‍යාලයේ කණ්ඩායමක් විසින් ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත II පන්තියේ සුපිරි දැලිසක් (T2SL) දිගු තරංග අධෝරක්ත හිම කුණාටු ෆොටෝඩයෝඩයක් (APD) සාර්ථකව නිර්මාණය කර ඇත. අඳුරු ධාරාව අඩු කිරීම සඳහා පර්යේෂකයන් InAs/InAsSb T2SL අවශෝෂක ස්ථරයේ පහළ ඕගර් ප්‍රතිසංයෝජන අනුපාතය භාවිතා කළහ. ඒ සමඟම, ප්‍රමාණවත් ලාභයක් පවත්වා ගනිමින් උපාංග ශබ්දය මැඩපැවැත්වීම සඳහා අඩු k අගයක් සහිත AlAsSb ගුණක ස්ථරය ලෙස භාවිතා කරයි. දිගු තරංග අධෝරක්ත හඳුනාගැනීමේ තාක්ෂණය සංවර්ධනය කිරීම ප්‍රවර්ධනය කිරීම සඳහා මෙම සැලසුම පොරොන්දු වූ විසඳුමක් සපයයි. අනාවරකය පියවරෙන් පියවර ස්ථර සැලසුමක් අනුගමනය කරන අතර, InAs සහ InAsSb හි සංයුති අනුපාතය සකස් කිරීමෙන්, කලාප ව්‍යුහයේ සුමට සංක්‍රාන්තිය සාක්ෂාත් කර ගන්නා අතර, අනාවරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු වේ. ද්‍රව්‍ය තේරීම සහ සකස් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය අනුව, අනාවරකය සකස් කිරීමට භාවිතා කරන InAs/InAsSb T2SL ද්‍රව්‍යයේ වර්ධන ක්‍රමය සහ ක්‍රියාවලි පරාමිතීන් මෙම අධ්‍යයනයෙන් විස්තරාත්මකව විස්තර කෙරේ. InAs/InAsSb T2SL හි සංයුතිය සහ ඝණකම තීරණය කිරීම ඉතා වැදගත් වන අතර ආතති සමතුලිතතාවය ලබා ගැනීම සඳහා පරාමිති ගැලපීම අවශ්‍ය වේ. දිගු තරංග අධෝරක්ත අනාවරණයේ සන්දර්භය තුළ, InAs/GaSb T2SL හා සමාන කැපුම් තරංග ආයාමයක් ලබා ගැනීම සඳහා, ඝන InAs/InAsSb T2SL තනි කාල පරිච්ඡේදයක් අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, ඝන ඒකචක්‍රය වර්ධන දිශාවට අවශෝෂණ සංගුණකය අඩුවීමට සහ T2SL හි සිදුරුවල ඵලදායී ස්කන්ධය වැඩි වීමට හේතු වේ. Sb සංරචකය එකතු කිරීමෙන් තනි ආවර්ත ඝණකම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි නොකර දිගු කැපුම් තරංග ආයාමයක් ලබා ගත හැකි බව සොයාගෙන ඇත. කෙසේ වෙතත්, අධික Sb සංයුතිය Sb මූලද්‍රව්‍ය වෙන් කිරීමට හේතු විය හැක.

එබැවින්, Sb කාණ්ඩය 0.5 සහිත InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL APD හි ක්‍රියාකාරී ස්ථරය ලෙස තෝරා ගන්නා ලදී.ප්‍රකාශ අනාවරකය. InAs/InAsSb T2SL ප්‍රධාන වශයෙන් GaSb උපස්ථර මත වර්ධනය වන බැවින්, වික්‍රියා කළමනාකරණයේදී GaSb හි කාර්යභාරය සලකා බැලිය යුතුය. මූලික වශයෙන්, වික්‍රියා සමතුලිතතාවය සාක්ෂාත් කර ගැනීම යනු එක් කාල පරිච්ඡේදයක් සඳහා සුපිරි දැලිස් නියතය උපස්ථරයේ දැලිස් නියතයට සංසන්දනය කිරීමයි. සාමාන්‍යයෙන්, InAs හි ආතන්ය වික්‍රියාව InAsSb විසින් හඳුන්වා දුන් සම්පීඩක වික්‍රියාව මගින් වන්දි ලබා දෙන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස InAsSb ස්ථරයට වඩා ඝන InAs ස්ථරයක් ඇති වේ. මෙම අධ්‍යයනයෙන් වර්ණාවලි ප්‍රතිචාරය, අඳුරු ධාරාව, ​​ශබ්දය යනාදිය ඇතුළුව හිම කුණාටු ඡායාරූප අනාවරකයේ ප්‍රකාශ විද්‍යුත් ප්‍රතිචාර ලක්ෂණ මනින ලද අතර පියවරෙන් පියවර අනුක්‍රමික ස්ථර සැලසුමේ කාර්යක්ෂමතාව සත්‍යාපනය කරන ලදී. හිම කුණාටු ඡායාරූප අනාවරකයේ හිම කුණාටු ගුණ කිරීමේ බලපෑම විශ්ලේෂණය කරනු ලබන අතර, ගුණ කිරීමේ සාධකය සහ සිදුවීම් ආලෝක බලය, උෂ්ණත්වය සහ අනෙකුත් පරාමිතීන් අතර සම්බන්ධතාවය සාකච්ඡා කෙරේ.

රූපය. (A) InAs/InAsSb දිගු තරංග අධෝරක්ත APD ප්‍රකාශ අනාවරකයේ ක්‍රමානුරූප රූප සටහන; (B) APD ප්‍රකාශ අනාවරකයේ එක් එක් ස්ථරයේ විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රවල ක්‍රමානුරූප රූප සටහන.