Ang pinakabag-o nga panukiduki sa avalanche photodetector

Ang pinakabag-o nga panukiduki saavalanche photodetector

Ang teknolohiya sa infrared detection kaylap nga gigamit sa reconnaissance sa militar, pag-monitor sa kalikopan, medikal nga pagdayagnos ug uban pang natad. Ang tradisyonal nga infrared detector adunay pipila ka mga limitasyon sa pasundayag, sama sa pagkasensitibo sa detection, katulin sa pagtubag ug uban pa. Ang InAs/InAsSb Class II superlattice (T2SL) nga mga materyales adunay maayo kaayo nga photoelectric nga mga kabtangan ug tunability, nga naghimo kanila nga sulundon alang sa long-wave infrared (LWIR) detector. Ang problema sa huyang nga tubag sa taas nga balud nga infrared detection usa ka kabalaka sa dugay nga panahon, nga labi nga naglimite sa kasaligan sa mga aplikasyon sa elektronik nga aparato. Bisan tuod avalanche photodetector (APD photodetector) adunay maayo kaayo nga pasundayag sa pagtubag, nag-antos kini sa taas nga ngitngit nga sulud sa panahon sa pagpadaghan.

Aron masulbad kini nga mga problema, usa ka team gikan sa Unibersidad sa Electronic Science and Technology sa China ang malampuson nga nagdesinyo sa usa ka high-performance Class II superlattice (T2SL) long-wave infrared avalanche photodiode (APD). Gigamit sa mga tigdukiduki ang ubos nga auger recombination rate sa InAs/InAsSb T2SL absorber layer aron makunhuran ang ngitngit nga sulog. Sa samang higayon, ang AlAsSb nga adunay ubos nga k value gigamit isip multiplier layer aron masumpo ang kasaba sa device samtang nagpabilin ang igong ganansya. Naghatag kini nga laraw usa ka maayong solusyon alang sa pagpauswag sa pag-uswag sa teknolohiya sa long wave infrared detection. Ang detector nagsagop sa usa ka stepped tiered nga disenyo, ug pinaagi sa pag-adjust sa komposisyon nga ratio sa InAs ug InAsSb, ang hapsay nga transisyon sa band structure nakab-ot, ug ang performance sa detector gipauswag. Sa termino sa materyal nga pagpili ug proseso sa pagpangandam, kini nga pagtuon naghulagway sa detalye sa pagtubo nga pamaagi ug proseso parametro sa InAs/InAsSb T2SL materyal nga gigamit sa pag-andam sa detector. Ang pagtino sa komposisyon ug gibag-on sa InAs/InAsSb T2SL kritikal ug gikinahanglan ang pag-adjust sa parameter aron makab-ot ang balanse sa stress. 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 nga single period. Bisan pa, ang mas baga nga monocycle nagresulta sa pagkunhod sa pagsuyup nga coefficient sa direksyon sa pagtubo ug pagtaas sa epektibo nga masa sa mga lungag sa T2SL. Nakaplagan nga ang pagdugang sa sangkap sa Sb mahimong makab-ot ang mas taas nga cutoff nga wavelength nga wala’y daghang pagtaas sa gibag-on sa usa ka yugto. Bisan pa, 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 nga grupo 0.5 gipili isip aktibong layer sa APDphotodetector. Ang InAs/InAsSb T2SL kasagarang motubo sa GaSb substrates, busa ang papel sa GaSb sa strain management kinahanglang tagdon. Sa esensya, ang pagkab-ot sa strain equilibrium naglakip sa pagtandi sa kasagarang 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 layer sa InAs kaysa sa InAsSb layer. Gisukod niini nga pagtuon ang mga kinaiya sa pagtubag sa photoelectric sa avalanche photodetector, lakip ang spectral response, dark current, noise, ug uban pa, ug gipamatud-an ang pagka-epektibo sa stepped gradient layer design. Ang epekto sa pagpadaghan sa avalanche sa avalanche photodetector gisusi, ug ang relasyon tali sa multiplication factor ug ang insidente nga gahum sa kahayag, temperatura ug uban pang mga parameter gihisgutan.

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