An taighde is déanaí ar bhrathadóir fóta-bhreathnadóir

An taighde is déanaí debrathadóir fótaileictreach

Úsáidtear teicneolaíocht braite infridhearg go forleathan i dtaiscéalaíocht mhíleata, monatóireacht comhshaoil, diagnóis leighis agus réimsí eile. Tá roinnt teorainneacha feidhmíochta ag brathadóirí infridhearg traidisiúnta, mar shampla íogaireacht braite, luas freagartha agus mar sin de. Tá airíonna fótaileictreacha sármhaithe agus tuinniúlacht den scoth ag ábhair shárlaitíse InAs/InAsSb Aicme II (T2SL), rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach do bhrathadóirí infridhearg fadtonn (LWIR). Tá fadhb na freagartha lag i bhrath infridhearg tonnta fada ina ábhar imní ar feadh i bhfad, rud a chuireann srian mór ar iontaofacht iarratais gléasanna leictreonacha. Cé go bhfuil brathadóir fótaileictreach (Brathadóir grianghraf APD) tá feidhmíocht freagartha den scoth aige, tá sruth ard dorcha aige le linn iolraithe.

Chun na fadhbanna seo a réiteach, d'éirigh le foireann ó Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta Leictreonaí na Síne fótadiode avalanche infridhearg ardfheidhmíochta Aicme II (T2SL) a dhearadh go rathúil. Bhain na taighdeoirí úsáid as an ráta athchúrsála auger níos ísle den chiseal ionsúire InAs/InAsSb T2SL chun an sruth dorcha a laghdú. Ag an am céanna, úsáidtear AlAsSb le luach íseal k mar an ciseal iolraitheora chun torann feiste a bhaint agus gnóthachan leordhóthanach a choinneáil. Soláthraíonn an dearadh seo réiteach geallta chun forbairt teicneolaíochta braite infridhearg tonnta fada a chur chun cinn. Glacann an brathadóir dearadh sraitheach céimnithe, agus trí chóimheas comhdhéanamh InAs agus InAsSb a choigeartú, baintear amach trasdul rianúil an struchtúir bhanna, agus feabhsaítear feidhmíocht an bhrathadóra. Maidir le roghnú ábhar agus próiseas ullmhúcháin, déantar cur síos mionsonraithe sa staidéar seo ar mhodh fáis agus paraiméadair phróisis an ábhair InAs/InAsSb T2SL a úsáidtear chun an brathadóir a ullmhú. Tá sé ríthábhachtach comhdhéanamh agus tiús InAs/InAsSb T2SL a chinneadh agus tá gá le coigeartú paraiméadar chun cothromaíocht struis a bhaint amach. I gcomhthéacs braite infridhearg fadtonnta, chun an tonnfhad scoite céanna a bhaint amach agus atá ag InAs/GaSb T2SL, tá gá le tréimhse shingil InAs/InAsSb T2SL níos tiús. Mar sin féin, tá laghdú ar an gcomhéifeacht ionsúcháin i dtreo fáis mar thoradh ar monocycle níos tiús agus méadú ar mhais éifeachtach na bpoll i T2SL. Fuarthas amach gur féidir le comhpháirt Sb tonnfhad gearrtha níos faide a bhaint amach gan tiús aontréimhse a mhéadú go suntasach. Mar sin féin, d'fhéadfadh deighilt eilimintí Sb a bheith mar thoradh ar chomhdhéanamh iomarcach Sb.

Mar sin, roghnaíodh InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL le grúpa Sb 0.5 mar chiseal gníomhach APDbrathadóir grianghraf. InAs/InAsSb Fásann T2SL go príomha ar fhoshraitheanna GaSb, mar sin ní mór ról GaSb i mbainistíocht brú a chur san áireamh. Go bunúsach, is éard atá i gceist le cothromaíocht brú a bhaint amach ná comparáid a dhéanamh idir tairiseach laitíse meánach sárlaitíse ar feadh tréimhse amháin agus tairiseach laitíse an tsubstráit. Go ginearálta, déantar an brú teanntachta sna InAs a chúiteamh leis an brú comhbhrúiteach a thugann an InAsSb isteach, rud a fhágann go bhfuil ciseal InAs níos tiús ná an ciseal InAsSb. Thomhais an staidéar seo tréithe freagartha fótaileictreach an fhóta-bhrathadóir avalanche, lena n-áirítear freagairt speictreach, sruth dorcha, torann, etc., agus dheimhnigh sé éifeachtacht an dearadh ciseal céimnithe céimnithe. Déantar anailís ar éifeacht iolrúcháin avalanche an photodetector avalanche, agus pléitear an gaol idir an fachtóir iolraithe agus an chumhacht solais teagmhais, teocht agus paraiméadair eile.

FIG. (A) Léaráid scéimreach d'fhóta-bhrathadóir infridhearg APD InAs/InAsSb; (B) Léaráid scéimreach de réimsí leictreacha ag gach sraith de bhrathadóir APD.