පිළිබඳ නවතම පර්යේෂණයavalanche photodetector
අධෝරක්ත හඳුනාගැනීමේ තාක්ෂණය මිලිටරි ඔත්තු බැලීම්, පාරිසරික නිරීක්ෂණ, වෛද්ය රෝග විනිශ්චය සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල බහුලව භාවිතා වේ. සාම්ප්‍රදායික අධෝරක්ත අනාවරකවලට ක්‍රියාකාරීත්වයේ යම් සීමාවන් ඇත, එනම් හඳුනාගැනීමේ සංවේදීතාව, ප්‍රතිචාර වේගය සහ යනාදිය. InAs/InAsSb II පන්තියේ සුපිරි දැලිස් (T2SL) ද්‍රව්‍යවල විශිෂ්ට ප්‍රකාශ විද්‍යුත් ගුණ සහ සුසර කිරීමේ හැකියාව ඇති අතර ඒවා දිගු තරංග අධෝරක්ත (LWIR) අනාවරක සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ. දිගු තරංග අධෝරක්ත කිරණ හඳුනාගැනීමේ දුර්වල ප්‍රතිචාරයේ ගැටලුව දිගු කලක් තිස්සේ කනස්සල්ලට පත්ව ඇති අතර, එය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග යෙදුම්වල විශ්වසනීයත්වය බෙහෙවින් සීමා කරයි. හිම කුණාටු ඡායාරූප අනාවරකය වුවද (APD photodetector) විශිෂ්ට ප්‍රතිචාර කාර්ය සාධනයක් ඇත, එය ගුණ කිරීමේදී අධික අඳුරු ධාරාවකින් පීඩා විඳිති.
මෙම ගැටළු විසඳීම සඳහා, චීනයේ ඉලෙක්ට්‍රොනික විද්‍යා හා තාක්ෂණ විශ්ව විද්‍යාලයේ කණ්ඩායමක් විසින් ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත II පන්තියේ සුපිරි දැලිස් (T2SL) දිගු තරංග අධෝරක්ත avalanche photodiode (APD) සාර්ථකව නිර්මාණය කර ඇත. පර්යේෂකයන් අඳුරු ධාරාව අඩු කිරීම සඳහා InAs/InAsSb T2SL අවශෝෂක ස්ථරයේ අඩු auger recombination rate භාවිතා කළහ. ඒ අතරම, ප්‍රමාණවත් ලාභයක් පවත්වා ගනිමින් උපාංග ශබ්දය මැඩපැවැත්වීම සඳහා අඩු k අගයක් සහිත AlAsSb ගුණකය ලෙස භාවිතා කරයි. දිගු තරංග අධෝරක්ත කිරණ හඳුනාගැනීමේ තාක්ෂණය දියුණු කිරීම සඳහා මෙම සැලසුම හොඳ විසඳුමක් සපයයි. අනාවරකය පියවරෙන් පියවර තරාතිරමේ සැලසුමක් අනුගමනය කරන අතර, InAs සහ InAsSb හි සංයුති අනුපාතය ගැලපීමෙන්, කලාප ව්‍යුහයේ සුමට සංක්‍රාන්තිය සාක්ෂාත් කර ගන්නා අතර, අනාවරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු වේ. ද්‍රව්‍ය තෝරාගැනීම සහ සකස් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය අනුව, මෙම අධ්‍යයනයෙන් අනාවරකය සකස් කිරීමට භාවිතා කරන InAs/InAsSb T2SL ද්‍රව්‍යවල වර්ධන ක්‍රමය සහ ක්‍රියාවලි පරාමිතීන් විස්තරාත්මකව විස්තර කරයි. InAs/InAsSb T2SL හි සංයුතිය සහ ඝනකම නිර්ණය කිරීම ඉතා වැදගත් වන අතර ආතති සමතුලිතතාවය ලබා ගැනීම සඳහා පරාමිති ගැලපීම අවශ්ය වේ. දිගු තරංග අධෝරක්ත හඳුනාගැනීමේ සන්දර්භය තුළ, InAs/GaSb T2SL හා සමාන කැපුම් තරංග ආයාමයක් ලබා ගැනීමට, ඝන InAs/InAsSb T2SL තනි කාල පරිච්ඡේදයක් අවශ්ය වේ. කෙසේ වෙතත්, ඝන monocycle ප්රතිඵලයක් ලෙස වර්ධනයේ දිශාවට අවශෝෂණ සංගුණකය අඩු වීම සහ T2SL හි සිදුරු වල ඵලදායී ස්කන්ධය වැඩි වීම. Sb සංරචකය එකතු කිරීමෙන් තනි කාල ඝනකම 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, APD හි ක්‍රියාකාරී ස්ථරය ලෙස Sb කාණ්ඩය 0.5 සමඟ InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL තෝරා ගන්නා ලදී.photodetector. InAs/InAsSb T2SL ප්‍රධාන වශයෙන් GaSb උපස්ථර මත වර්ධනය වේ, එබැවින් වික්‍රියා කළමනාකරණයේදී GaSb හි කාර්යභාරය සලකා බැලිය යුතුය. අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම, වික්‍රියා සමතුලිතතාවය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා එක් කාල පරිච්ඡේදයක් සඳහා සුපිරි දැලිසක සාමාන්‍ය දැලිස් නියතය උපස්ථරයේ දැලිස් නියතයට සංසන්දනය කිරීම ඇතුළත් වේ. සාමාන්‍යයෙන්, InAs හි ආතන්ය වික්‍රියාව InAsSb විසින් හඳුන්වා දෙන ලද සම්පීඩක වික්‍රියා මගින් වන්දි ලබා දෙනු ලැබේ, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස InAsSb ස්ථරයට වඩා ඝනකම InAs ස්ථරයක් ලැබේ. මෙම අධ්‍යයනය මගින් වර්ණාවලි ප්‍රතිචාරය, අඳුරු ධාරාව, ශබ්දය යනාදිය ඇතුළුව හිම කුණාටු ප්‍රභා අනාවරකයේ ප්‍රකාශ විද්‍යුත් ප්‍රතිචාර ලක්‍ෂණ මනින ලද අතර, පියවර අනුක්‍රමණ ස්ථරයේ සැලසුමේ සඵලතාවය තහවුරු කරන ලදී. avalanche photodetector හි හිම කුණාටු ගුණ කිරීමේ බලපෑම විශ්ලේෂණය කරනු ලබන අතර, ගුණ කිරීමේ සාධකය සහ සිද්ධි ආලෝක බලය, උෂ්ණත්වය සහ අනෙකුත් පරාමිතීන් අතර සම්බන්ධය සාකච්ඡා කෙරේ.
රූපය. (A) InAs/InAsSb දිගු තරංග අධෝරක්ත APD ෆොටෝඩෙක්ටරයේ ක්‍රමානුකූල රූප සටහන; (B) APD photodetector හි එක් එක් ස්ථරයේ විද්‍යුත් ක්ෂේත්රවල ක්‍රමානුකූල රූප සටහන.
පසු කාලය: ජනවාරි-06-2025