Ang pinakabag-ong panukiduki sa avalanche photodetector

Ang pinakabag-ong panukiduki saphotodetector sa avalanche

Ang teknolohiya sa pag-detect sa infrared kay kaylap nga gigamit sa pagpaniid sa militar, pagmonitor sa kalikopan, medikal nga pagdayagnos ug uban pang mga natad. Ang tradisyonal nga mga infrared detector adunay pipila ka mga limitasyon sa performance, sama sa detection sensitivity, response speed ug uban pa. Ang mga materyales nga InAs/InAsSb Class II superlattice (T2SL) adunay maayo kaayong photoelectric properties ug tunability, nga naghimo niini nga sulundon alang sa mga long-wave infrared (LWIR) detector. Ang problema sa huyang nga tubag sa long wave infrared detection dugay nang gikabalak-an, nga naglimite sa kasaligan sa mga aplikasyon sa electronic device. Bisan tuod ang avalanche photodetector (Detektor sa litrato sa APD) adunay maayo kaayong performance sa pagtubag, kini nag-antos sa taas nga dark current atol sa multiplication.

Aron masulbad kini nga mga problema, usa ka team gikan sa University of Electronic Science and Technology sa China ang malampusong nagdesinyo og usa ka high-performance Class II superlattice (T2SL) long-wave infrared avalanche photodiode (APD). Gigamit sa mga tigdukiduki ang mas ubos nga auger recombination rate sa InAs/InAsSb T2SL absorber layer aron makunhuran ang dark current. Sa samang higayon, ang AlAsSb nga adunay ubos nga k value gigamit isip multiplier layer aron mapugngan ang kasaba sa device samtang gipadayon ang igo nga gain. Kini nga disenyo naghatag og usa ka maayong solusyon alang sa pagpalambo sa pagpalambo sa long wave infrared detection technology. Ang detector nagsagop og stepped tiered design, ug pinaagi sa pag-adjust sa composition ratio sa InAs ug InAsSb, ang hapsay nga transisyon sa band structure makab-ot, ug ang performance sa detector molambo. Sa mga termino sa pagpili sa materyal ug proseso sa pag-andam, kini nga pagtuon naghulagway sa detalyado sa pamaagi sa pagtubo ug mga parameter sa proseso sa InAs/InAsSb T2SL nga materyal nga gigamit sa pag-andam sa detector. Ang pagtino sa komposisyon ug gibag-on sa InAs/InAsSb T2SL kritikal ug ang pag-adjust sa parameter gikinahanglan aron makab-ot ang stress balance. Sa konteksto sa long-wave infrared detection, aron makab-ot ang parehas nga cut-off wavelength sama sa InAs/GaSb T2SL, gikinahanglan ang mas baga nga InAs/InAsSb T2SL single period. Apan, ang mas baga nga monocycle moresulta sa pagkunhod sa absorption coefficient sa direksyon sa pagtubo ug pagtaas sa effective mass sa mga lungag sa T2SL. Nakaplagan nga ang pagdugang og Sb component makab-ot og mas taas nga cutoff wavelength nga dili kaayo motaas ang gibag-on sa single period. Apan, ang sobra nga komposisyon sa Sb mahimong mosangpot sa paglainlain sa mga elemento sa Sb.

Busa, ang InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL nga adunay Sb group 0.5 ang napili isip aktibong layer sa APD.photodetectorAng InAs/InAsSb T2SL kasagarang motubo sa mga substrate sa GaSb, busa ang papel sa GaSb sa pagdumala sa strain kinahanglan nga tagdon. Sa panguna, ang pagkab-ot sa strain equilibrium naglakip sa pagtandi sa average lattice constant sa usa ka superlattice sulod sa usa ka panahon ngadto sa lattice constant sa substrate. Kasagaran, ang tensile strain sa InAs gibayran sa compressive strain nga gipaila sa InAsSb, nga miresulta sa mas baga nga InAs layer kaysa sa InAsSb layer. Gisukod niini nga pagtuon ang mga kinaiya sa photoelectric response sa avalanche photodetector, lakip ang spectral response, dark current, noise, ug uban pa, ug gipamatud-an ang kaepektibo sa stepped gradient layer design. Gisusi ang avalanche multiplication effect sa avalanche photodetector, ug gihisgutan ang relasyon tali sa multiplication factor ug sa incident light power, temperatura ug uban pang mga parameter.

FIG. (A) Eskematikong dayagram sa InAs/InAsSb long-wave infrared APD photodetector; (B) Eskematikong dayagram sa mga electric field sa matag layer sa APD photodetector.