Բարձր արագությամբ ֆոտոդետեկտորները ներկայացված ենInGaAs ֆոտոդետեկտորներ
Բարձր արագությամբ ֆոտոդետեկտորներօպտիկական հաղորդակցության ոլորտում հիմնականում ներառում են III-V InGaAs ֆոտոդետեկտորները և IV լրիվ Si և Ge/Si ֆոտոդետեկտորներ. Առաջինը ավանդական մոտ ինֆրակարմիր դետեկտոր է, որը երկար ժամանակ գերիշխող է եղել, մինչդեռ երկրորդը հենվում է սիլիկոնային օպտիկական տեխնոլոգիայի վրա՝ ծագող աստղ դառնալու համար և վերջին տարիներին օպտոէլեկտրոնիկայի միջազգային հետազոտության ոլորտում թեժ կետ է: Բացի այդ, պերովսկիտի, օրգանական և երկչափ նյութերի վրա հիմնված նոր դետեկտորները արագորեն զարգանում են հեշտ մշակման, լավ ճկունության և կարգավորելի հատկությունների առավելությունների շնորհիվ: Այս նոր դետեկտորների և ավանդական անօրգանական ֆոտոդետեկտորների միջև կան զգալի տարբերություններ նյութի հատկությունների և արտադրական գործընթացների մեջ: Պերովսկիտի դետեկտորներն ունեն լույսի կլանման գերազանց բնութագրեր և լիցքի արդյունավետ փոխադրման հնարավորություն, օրգանական նյութերի դետեկտորները լայնորեն օգտագործվում են իրենց ցածր գնով և ճկուն էլեկտրոնների համար, իսկ երկչափ նյութերի դետեկտորները մեծ ուշադրություն են գրավել իրենց յուրահատուկ ֆիզիկական հատկությունների և կրիչի բարձր շարժունակության շնորհիվ: Այնուամենայնիվ, համեմատած InGaAs և Si/Ge դետեկտորների հետ, նոր դետեկտորները դեռ պետք է բարելավվեն երկարաժամկետ կայունության, արտադրության հասունության և ինտեգրման առումով:
InGaAs-ը իդեալական նյութերից մեկն է բարձր արագությամբ և բարձր արձագանքման ֆոտոդետեկտորների իրականացման համար: Նախևառաջ, InGaAs-ը ուղիղ կապի կիսահաղորդչային նյութ է, և դրա բացվածքի լայնությունը կարող է կարգավորվել In-ի և Ga-ի միջև հարաբերակցությամբ՝ հասնելու տարբեր ալիքի երկարությունների օպտիկական ազդանշանների հայտնաբերմանը: Դրանցից In0.53Ga0.47As-ը հիանալի կերպով համընկնում է InP-ի ենթաշղթայի հետ և օպտիկական հաղորդակցության գոտում ունի լույսի կլանման մեծ գործակից, որն առավել լայնորեն օգտագործվում էֆոտոդետեկտորներ, և մութ հոսանքն ու արձագանքման կատարումը նույնպես լավագույնն են: Երկրորդ, InGaAs և InP նյութերը երկուսն էլ ունեն էլեկտրոնների շարժման բարձր արագություն, և դրանց հագեցած էլեկտրոնների շեղման արագությունը մոտ 1×107 սմ/վ է: Միևնույն ժամանակ, InGaAs և InP նյութերը ունեն էլեկտրոնի արագության գերազանցման ազդեցություն հատուկ էլեկտրական դաշտի ներքո: Գերազանցման արագությունը կարելի է բաժանել 4×107սմ/վ և 6×107սմ/վ, ինչը նպաստում է կրիչի ավելի մեծ ժամանակով սահմանափակ թողունակության իրականացմանը: Ներկայումս InGaAs ֆոտոդետեկտորը օպտիկական հաղորդակցության ամենահիմնական ֆոտոդետեկտորն է, և շուկայում հիմնականում օգտագործվում է մակերևութային պատահականության միացման մեթոդը, իսկ 25 Գբաուդ/վ և 56 Գբաուդ/վ մակերևութային պատահականության դետեկտորները արդեն իրականացվել են: Մշակվել են նաև ավելի փոքր չափի, հետևի անկման և մեծ թողունակության մակերևույթի դետեկտորներ, որոնք հիմնականում հարմար են բարձր արագությամբ և բարձր հագեցվածության կիրառությունների համար: Այնուամենայնիվ, մակերևույթի անկման զոնդը սահմանափակված է իր միացման ռեժիմով և դժվար է ինտեգրվել այլ օպտոէլեկտրոնային սարքերի հետ: Հետևաբար, օպտոէլեկտրոնային ինտեգրման պահանջների բարելավմամբ, ալիքատար InGaAs ֆոտոդետեկտորները, որոնք ունեն գերազանց կատարողականություն և հարմար են ինտեգրման համար, աստիճանաբար դարձել են հետազոտության կիզակետը, որոնց թվում առևտրային 70 ԳՀց և 110 ԳՀց InGaAs ֆոտոզոնդերի մոդուլները գրեթե բոլորն օգտագործում են ալիքի զուգակցված կառուցվածքներ: Ըստ տարբեր ենթաշերտի նյութերի՝ ալիքատար InGaAs ֆոտոէլեկտրական զոնդը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ InP և Si: InP սուբստրատի վրա էպիտաքսիալ նյութն ունի բարձր որակ և ավելի հարմար է բարձր արդյունավետության սարքերի պատրաստման համար: Այնուամենայնիվ, III-V նյութերի, InGaAs նյութերի և Si սուբստրատների վրա աճեցված կամ կապակցված Si substrates-ի միջև տարբեր անհամապատասխանություններ հանգեցնում են նյութի կամ միջերեսի համեմատաբար վատ որակի, և սարքի աշխատանքը դեռևս բարելավման մեծ տեղ ունի:
Հրապարակման ժամանակը՝ Dec-31-2024