Соңгы тикшеренүләркар ишелүе фотодетекторы
Инфракызыл детекторлау технологиясе хәрби разведкада, әйләнә-тирә мохитне күзәтүдә, медицина диагностикасында һәм башка өлкәләрдә киң кулланыла. Традицион инфракызыл детекторларның эшләүдә кайбер чикләүләре бар, мәсәлән, детектор сизгерлеге, җавап бирү тизлеге һ.б. InAs/InAsSb II класс суперрешетка (T2SL) материаллары фотоэлектрик үзлекләргә һәм көйләнүчәнлеккә ия, бу аларны озын дулкынлы инфракызыл (LWIR) детекторлар өчен идеаль итә. Озын дулкынлы инфракызыл детекторларда зәгыйфь җавап проблемасы күптән борчу тудыра, бу электрон җайланмалар куллануның ышанычлылыгын шактый чикли. Кар ишелүе фотодетекторы (APD фотодетекторы) бик яхшы җавап бирү күрсәткечләренә ия, ул тапкырлау вакытында югары караңгы токтан интегә.
Бу проблемаларны чишү өчен, Кытай Электрон Фәннәр һәм Технологияләр Университеты командасы югары җитештерүчәнлекле II класслы суперрәшәткәле (T2SL) озын дулкынлы инфракызыл кар ишелү фотодиодын (APD) уңышлы эшләде. Тикшеренүчеләр караңгы токны киметү өчен InAs/InAsSb T2SL сеңдерүче катламының түбән шнек рекомбинациясе тизлеген кулландылар. Шул ук вакытта, җитәрлек көчәйтүне саклап калып, җайланма шау-шуын бастыру өчен күпләгеч катлам буларак түбән k кыйммәте булган AlAsSb кулланыла. Бу дизайн озын дулкынлы инфракызыл детектор технологиясен үстерүне алга этәрү өчен өметле чишелеш бирә. Детектор баскычлы катламлы дизайнны куллана, һәм InAs һәм InAsSb состав нисбәтен көйләү аша полоса структурасының шома күчүенә ирешелә, һәм детекторның эшчәнлеге яхшыра. Материал сайлау һәм әзерләү процессы ягыннан, бу тикшеренүдә детекторны әзерләү өчен кулланылган InAs/InAsSb T2SL материалының үсеш ысулы һәм процесс параметрлары җентекләп сурәтләнә. InAs/InAsSb T2SL составын һәм калынлыгын билгеләү бик мөһим, һәм көчәнеш балансына ирешү өчен параметрларны көйләү кирәк. Озын дулкынлы инфракызыл детекторлау контекстында, InAs/GaSb T2SL кебек үк кисү дулкын озынлыгына ирешү өчен, калынрак InAs/InAsSb T2SL бер период кирәк. Ләкин, калынрак монокикл үсеш юнәлешендә сеңү коэффициентының кимүенә һәм T2SLдагы тишекләрнең эффектив массасының артуына китерә. Sb компонентын өстәү бер период калынлыгын сизелерлек арттырмыйча, озынрак кисү дулкын озынлыгына ирешергә мөмкин булуы ачыкланды. Ләкин, Sb составының артык булуы Sb элементларының аерылуына китерергә мөмкин.
Шуңа күрә, APD-ның актив катламы буларак, Sb төркеме 0,5 булган InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL сайланды.фотодетекторInAs/InAsSb T2SL, нигездә, GaSb субстратларында үсә, шуңа күрә деформация белән идарә итүдә GaSb ролен исәпкә алырга кирәк. Гомумән алганда, деформация тигезлегенә ирешү өчен бер период өчен суперрәшәткәнең уртача решетка константасын субстратның решетка константасы белән чагыштырырга кирәк. Гомумән алганда, InAs'тагы тартылу деформациясе InAsSb тарафыннан кертелгән кысу деформациясе белән компенсацияләнә, нәтиҗәдә InAsSb катламына караганда калынрак InAs катламы барлыкка килә. Бу тикшеренүдә кар ишелү фотодетекторының фотоэлектрик җавап үзенчәлекләре, шул исәптән спектраль җавап, караңгы ток, шау-шу һ.б. үлчәнде һәм баскычлы градиент катлам дизайнының нәтиҗәлелеге тикшерелде. Кар ишелү фотодетекторының кар ишелүне тапкырлау эффекты анализлана, һәм тапкырлау коэффициенты белән төшкән яктылык көче, температура һәм башка параметрлар арасындагы бәйләнеш тикшерелә.
РӘСЕМ. (А) InAs/InAsSb озын дулкынлы инфракызыл APD фотодетекторының схемасы; (B) APD фотодетекторының һәр катламындагы электр кырларының схемасы.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 6 гыйнвары