Најновото истражување нафотодетектор за лавина
Технологијата за откривање инфрацрвени зраци е широко користена во воено извидување, мониторинг на животната средина, медицинска дијагноза и други области. Традиционалните инфрацрвени детектори имаат одредени ограничувања во перформансите, како што се чувствителноста на откривање, брзината на одговор и така натаму. Материјалите од суперрешетка од класа II (T2SL) InAs/InAsSb имаат одлични фотоелектрични својства и приспособливост, што ги прави идеални за инфрацрвени детектори со долги бранови (LWIR). Проблемот со слабиот одговор при детекција на инфрацрвени бранови со долги бранови е загрижен веќе долго време, што во голема мера ја ограничува веродостојноста на апликациите за електронски уреди. Иако фотодетектор за лавина (APD фотодетектор) има одлични перформанси на одговор, страда од висока темна струја за време на множењето.
За да се решат овие проблеми, тим од Универзитетот за електронска наука и технологија во Кина успешно дизајнираше суперрешетка од класа II (T2SL) со долги бранови инфрацрвени лавински фотодиоди (APD). Истражувачите ја користеа пониската стапка на рекомбинација на шнекерот на слојот на апсорберот InAs/InAsSb T2SL за да ја намалат темната струја. Во исто време, AlAsSb со ниска k вредност се користи како мултипликаторски слој за да се потисне бучавата од уредот додека се одржува доволно засилување. Овој дизајн обезбедува ветувачко решение за промовирање на развојот на технологијата за детекција на инфрацрвени долги бранови. Детекторот усвојува дизајн со скалести нивоа и со прилагодување на односот на составот на InAs и InAsSb, се постигнува непречена транзиција на структурата на лентата и се подобруваат перформансите на детекторот. Во однос на процесот на селекција и подготовка на материјалот, оваа студија детално го опишува методот на раст и параметрите на процесот на InAs/InAsSb T2SL материјалот што се користи за подготовка на детекторот. Одредувањето на составот и дебелината на InAs/InAsSb T2SL е критично и потребно е прилагодување на параметарот за да се постигне рамнотежа на стресот. Во контекст на инфрацрвено детекција со долги бранови, за да се постигне истата бранова должина како InAs/GaSb T2SL, потребен е подебел единечен период на InAs/InAsSb T2SL. Сепак, подебелиот моноцикл резултира со намалување на коефициентот на апсорпција во насока на раст и зголемување на ефективната маса на дупки во T2SL. Откриено е дека со додавање на Sb компонента може да се постигне подолга бранова должина без значително зголемување на дебелината на еден период. Сепак, прекумерниот состав на Sb може да доведе до сегрегација на Sb елементите.
Затоа, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL со Sb група 0.5 беше избран како активен слој на APDфотодетектор. InAs/InAsSb T2SL главно расте на GaSb супстрати, па затоа треба да се земе предвид улогата на GaSb во управувањето со напрегањата. Во суштина, постигнувањето рамнотежа на напрегање вклучува споредување на просечната константа на решетка на суперрешетка за еден период со константата на решетката на подлогата. Општо земено, истегнувањето во InAs се компензира со компресивното напрегање воведено од InAsSb, што резултира со подебел слој InAs од слојот InAsSb. Оваа студија ги мери карактеристиките на фотоелектричниот одговор на фотодетекторот за лавина, вклучувајќи спектрален одговор, темна струја, бучава, итн., и ја потврди ефективноста на дизајнот на слојот со чекори на градиент. Се анализира ефектот на множење на лавина на фотодетекторот на лавина и се дискутира за односот помеѓу факторот на множење и моќноста на светлината, температурата и другите параметри.
Сл. (А) Шематски дијаграм на инфрацрвен APD фотодетектор со долг бран InAs/InAsSb; (Б) Шематски дијаграм на електрични полиња на секој слој на APD фотодетектор.
Време на објавување: јануари-06-2025 година