Фотодетекторите со голема брзина се воведени од фотодетекторите InGaAs

Фотодетектори со голема брзина се претставени одФотодетектори InGaAs

Фотодетектори со голема брзинаво областа на оптичката комуникација главно вклучуваат III-V InGaAs фотодетектори и IV целосни Si и Ge/Si фотодетекториПрвиот е традиционален детектор за блиско инфрацрвено зрачење, кој е доминантен долго време, додека вториот се потпира на силиконска оптичка технологија за да стане ѕвезда во подем и е жешка точка во областа на меѓународното оптоелектронско истражување во последниве години. Покрај тоа, новите детектори базирани на перовскитни, органски и дводимензионални материјали брзо се развиваат поради предностите на лесната обработка, добрата флексибилност и прилагодливите својства. Постојат значителни разлики помеѓу овие нови детектори и традиционалните неоргански фотодетектори во својствата на материјалите и производствените процеси. Перовскитните детектори имаат одлични карактеристики на апсорпција на светлина и ефикасен капацитет за транспорт на полнеж, детекторите за органски материјали се широко користени поради нивните ниски трошоци и флексибилни електрони, а детекторите за дводимензионални материјали привлекоа големо внимание поради нивните уникатни физички својства и високата мобилност на носителите. Сепак, во споредба со детекторите од InGaAs и Si/Ge, новите детектори сè уште треба да се подобрат во однос на долгорочната стабилност, зрелоста во производството и интеграцијата.

InGaAs е еден од идеалните материјали за реализација на фотодетектори со голема брзина и висок одзив. Прво, InGaAs е полупроводнички материјал со директен енергетски јаз, а неговата ширина на енергетскиот јаз може да се регулира со односот помеѓу In и Ga за да се постигне детекција на оптички сигнали со различни бранови должини. Меѓу нив, In0.53Ga0.47As е совршено усогласен со решетката на подлогата на InP и има голем коефициент на апсорпција на светлина во оптичкиот комуникациски опсег, што е најшироко користено во подготовката нафотодетектори, а перформансите на темна струја и одзив се исто така најдобри. Второ, материјалите InGaAs и InP имаат висока брзина на електронско дрифтување, а нивната брзина на заситено електронско дрифтување е околу 1 × 107 cm/s. Во исто време, материјалите InGaAs и InP имаат ефект на пречекорување на брзината на електроните под специфично електрично поле. Брзината на пречекорување може да се подели на 4 × 107 cm/s и 6 × 107 cm/s, што е погодно за реализација на поголем временски ограничен пропусен опсег на носителот. Во моментов, фотодетекторот InGaAs е најчестиот фотодетектор за оптичка комуникација, а методот на спојување со површинска инциденца е најчесто користен на пазарот, а реализирани се производи за детектори за површинска инциденца од 25 Gbaud/s и 56 Gbaud/s. Развиени се и детектори за површинска инциденца со помала големина, обратна инциденца и голем пропусен опсег, кои се главно погодни за апликации со голема брзина и висока сатурација. Сепак, сондата за површинска инциденца е ограничена од нејзиниот режим на спојување и е тешко да се интегрира со други оптоелектронски уреди. Затоа, со подобрувањето на барањата за оптоелектронска интеграција, фотодетекторите InGaAs поврзани со брановодни цевки со одлични перформанси и погодни за интеграција постепено станаа фокус на истражување, меѓу кои комерцијалните модули за фотосонди InGaAs од 70 GHz и 110 GHz речиси сите користат структури поврзани со брановодни цевки. Според различните материјали на подлогата, фотоелектричната сонда InGaAs со брановодни цевки може да се подели во две категории: InP и Si. Епитаксијалниот материјал на подлогата InP има висок квалитет и е посоодветен за подготовка на уреди со високи перформанси. Сепак, различните несовпаѓања помеѓу III-V материјалите, InGaAs материјалите и Si подлогите одгледувани или врзани на Si подлоги доведуваат до релативно лош квалитет на материјалот или интерфејсот, а перформансите на уредот сè уште имаат голем простор за подобрување.

Фотодетектори InGaAs, фотодетектори со голема брзина, фотодетектори, фотодетектори со висок одзив, оптичка комуникација, оптоелектронски уреди, силициумска оптичка технологија


Време на објавување: 31 декември 2024 година