таныштыруInGaAs фотодетекторы
InGaAs - югары җавап бирүгә ирешү өчен идеаль материалларның берсе һәмюгары тизлекле фотодетекторБеренчедән, InGaAs - туры зона аралыгы булган ярымүткәргеч материал, һәм аның зона аралыгы киңлеген In һәм Ga арасындагы нисбәт белән көйләргә мөмкин, бу төрле дулкын озынлыгындагы оптик сигналларны ачыкларга мөмкинлек бирә. Алар арасында In0.53Ga0.47As InP субстрат рәшәткәсе белән бик яхшы туры килә һәм оптик элемтә зонасында бик югары яктылык сеңдерү коэффициентына ия. Ул ... әзерләүдә иң киң кулланыла.фотодетекторһәм шулай ук иң күренекле караңгы ток һәм җаваплылык күрсәткечләренә ия. Икенчедән, InGaAs һәм InP материаллары чагыштырмача югары электрон дрейф тизлегенә ия, аларның туендырылган электрон дрейф тизлекләре якынча 1 × 107 см/с тәшкил итә. Шул ук вакытта, билгеле бер электр кырлары астында InGaAs һәм InP материаллары электрон тизлегеннән арту эффектларын күрсәтә, аларның арту тизлекләре тиешенчә 4 × 107 см/с һәм 6 × 107 см/с җитә. Бу югарырак кисешү полосасына ирешүгә ярдәм итә. Хәзерге вакытта InGaAs фотодетекторлары оптик элемтә өчен иң киң таралган фотодетектор булып тора. Базарда өслек-очрак тоташтыру ысулы иң киң таралган. 25 Гауд/с һәм 56 Гауд/с булган өслек-очрак детекторлары продуктларын инде күпләп җитештерергә мөмкин. Кечерәк зурлыктагы, кире очрый торган һәм югары полоса киңлегендәге өслек-очрак детекторлары да эшләнгән, нигездә, югары тизлек һәм югары туендыру кебек кушымталар өчен. Шулай да, тоташтыру ысулларының чикләнгәнлеге аркасында, өслек инцидент детекторларын башка оптоэлектрон җайланмалар белән интеграцияләү авыр. Шуңа күрә, оптоэлектрон интеграциягә ихтыяҗ арту белән, югары сыйфатлы һәм интеграцияләү өчен яраклы дулкын үткәргечле InGaAs фотодетекторлары әкренләп тикшеренүләр үзәгенә әйләнде. Алар арасында 70 ГГц һәм 110 ГГц коммерция InGaAs фотодетектор модульләре диярлек барысы да дулкын үткәргечле тоташтыру структураларын куллана. Субстрат материалларындагы аермага карап, дулкын үткәргечле тоташкан InGaAs фотодетекторларын, нигездә, ике төргә бүлеп була: INP нигезендәге һәм Si нигезендәге. InP субстратларындагы эпитаксиаль материал югары сыйфатлы һәм югары сыйфатлы җайланмалар ясау өчен күбрәк яраклы. Ләкин, Si субстратларында үстерелгән яки тоташтырылган III-V төркем материаллары өчен, InGaAs материаллары һәм Si субстратлары арасындагы төрле туры килмәүләр аркасында, материал яки интерфейс сыйфаты чагыштырмача начар, һәм җайланмаларның эшчәнлеген яхшырту өчен шактый зур мөмкинлекләр бар.
Фотодетекторның төрле куллану мохитендә, бигрәк тә экстремаль шартларда тотрыклылыгы да гамәли куллануның төп факторларының берсе булып тора. Соңгы елларда күп игътибар җәлеп иткән перовскит, органик һәм ике үлчәмле материаллар кебек яңа төр детекторлар озак вакытлы тотрыклылык ягыннан күп кыенлыклар белән очраша, чөнки материаллар үзләре әйләнә-тирә мохит факторларына җиңел дучар булалар. Шул ук вакытта, яңа материалларны интеграцияләү процессы әле өлгермәгән, һәм зур күләмле җитештерү һәм эшчәнлекнең тотрыклылыгы өчен алга таба тикшеренүләр кирәк.
Индукторларны кертү хәзерге вакытта җайланмаларның үткәрүчәнлек киңлеген нәтиҗәле рәвештә арттыра алса да, ул цифрлы оптик элемтә системаларында популяр түгел. Шуңа күрә, җайланманың паразит RC параметрларын тагын да киметү өчен тискәре йогынтылардан ничек котылырга - югары тизлекле фотодетекторның тикшеренү юнәлешләренең берсе. Икенчедән, дулкын үткәргеч белән тоташтырылган фотодетекторларның үткәрүчәнлек киңлеге арта барган саен, үткәрүчәнлек киңлеге һәм җаваплылык арасындагы чикләү яңадан барлыкка килә башлый. Ge/Si фотодетекторлары һәм 200 ГГц тан артык 3 дБ үткәрүчәнлек киңлеге булган InGaAs фотодетекторлары турында хәбәр ителсә дә, аларның җаваплылыгы канәгатьләнерлек түгел. Яхшы җаваплылыкны саклап калып, үткәрүчәнлек киңлеген ничек арттырырга - мөһим тикшеренү темасы, ул яңа процесс белән туры килә торган материалларны (югары мобильлек һәм югары сеңдерү коэффициенты) яки яңа югары тизлекле җайланма структураларын кертүне таләп итә ала. Моннан тыш, җайланмаларның үткәрүчәнлек киңлеге арткан саен, микродулкынлы фотоник бәйләнешләрдә детекторларны куллану сценарийлары әкренләп арта барачак. Оптик элемтәдә кечкенә оптик көч керүчәнлеге һәм югары сизгерлек детекторыннан аермалы буларак, бу сценарий, югары үткәрүчәнлек киңлегенә нигезләнеп, югары көч керүчәнлеге өчен югары туендыру көченә ихтыяҗ тудыра. Шулай да, югары үткәрүчәнлекле җайланмалар гадәттә кечкенә зурлыктагы структураларны кулланалар, шуңа күрә югары тизлекле һәм югары туендыру көче булган фотодетекторлар ясау җиңел түгел, һәм җайланмаларның ташучыларын чыгару һәм җылылык таратуда алга таба инновацияләр кирәк булырга мөмкин. Ниһаять, югары тизлекле детекторларның караңгы тогын киметү челтәр туры килмәгән фотодетекторлар хәл итәргә тиешле проблема булып кала. Караңгы ток, нигездә, материалның кристалл сыйфаты һәм өслек торышы белән бәйле. Шуңа күрә, югары сыйфатлы гетероэпитаксия яки челтәр туры килмәгән системалар астында бәйләнеш кебек төп процесслар күбрәк тикшеренүләр һәм инвестицияләр таләп итә.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 20 августы