Նոր հետազոտություն գերբարակության վերաբերյալInGaAs լուսադետեկտոր
Կարճալիք ինֆրակարմիր (SWIR) պատկերման տեխնոլոգիայի զարգացումը զգալի ներդրում է ունեցել գիշերային տեսողության համակարգերում, արդյունաբերական տեսչությանը, գիտական հետազոտություններին, անվտանգության պաշտպանությանը և այլ ոլորտներում: Տեսանելի լույսի սպեկտրից այն կողմ հայտնաբերման պահանջարկի աճին զուգընթաց, կարճալիք ինֆրակարմիր պատկերի սենսորների մշակումը նույնպես անընդհատ աճում է: Այնուամենայնիվ, բարձր թույլտվության և ցածր աղմուկի հասնելը...լայն սպեկտրի լուսադետեկտորդեռևս բախվում է բազմաթիվ տեխնիկական մարտահրավերների: Չնայած ավանդական InGaAs կարճալիք ինֆրակարմիր լուսադետեկտորը կարող է ցուցադրել գերազանց ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետություն և կրիչների շարժունակություն, դրանց հիմնական կատարողականի ցուցանիշների և սարքի կառուցվածքի միջև կա հիմնարար հակասություն: Ավելի բարձր քվանտային արդյունավետություն (ՔԱ) ստանալու համար ավանդական նախագծերը պահանջում են 3 միկրոմետր կամ ավելի կլանման շերտ (ԱԿ), և այս կառուցվածքային նախագիծը հանգեցնում է տարբեր խնդիրների:
InGaAs կարճալիք ինֆրակարմիրում կլանման շերտի (TAL) հաստությունը նվազեցնելու համարլուսադետեկտոր, երկար ալիքի երկարություններում կլանման կրճատման փոխհատուցումը կարևոր է, հատկապես, երբ փոքր մակերեսով կլանման շերտի հաստությունը հանգեցնում է երկար ալիքի երկարության տիրույթում անբավարար կլանման: Նկար 1ա-ն պատկերում է փոքր մակերեսով կլանման շերտի հաստության փոխհատուցման մեթոդը՝ օպտիկական կլանման ուղին երկարացնելով: Այս ուսումնասիրությունը բարձրացնում է քվանտային արդյունավետությունը (ՔԱ) կարճ ալիքային ինֆրակարմիր տիրույթում՝ սարքի հետևի մասում TiOx/Au-ի վրա հիմնված ուղղորդվող ռեժիմի ռեզոնանսային (ԳՄՌ) կառուցվածք ներմուծելով:
Համեմատած ավանդական հարթ մետաղական արտացոլման կառուցվածքների հետ, ուղղորդվող ռեժիմի ռեզոնանսային կառուցվածքը կարող է առաջացնել բազմակի ռեզոնանսային կլանման էֆեկտներ, զգալիորեն բարձրացնելով երկար ալիքի երկարությամբ լույսի կլանման արդյունավետությունը: Հետազոտողները օպտիմալացրել են ուղղորդվող ռեժիմի ռեզոնանսային կառուցվածքի հիմնական պարամետրերի նախագծումը, ներառյալ պարբերությունը, նյութի կազմը և լցման գործակիցը, խիստ զուգակցված ալիքային վերլուծության (RCWA) մեթոդի միջոցով: Արդյունքում, այս սարքը դեռևս պահպանում է արդյունավետ կլանումը կարճ ալիքի ինֆրակարմիր տիրույթում: InGaAs նյութերի առավելությունները օգտագործելով՝ հետազոտողները նաև ուսումնասիրել են սպեկտրալ արձագանքը՝ կախված հիմքի կառուցվածքից: Կլանման շերտի հաստության նվազումը պետք է ուղեկցվի EQE-ի նվազմամբ:
Ամփոփելով՝ այս հետազոտությունը հաջողությամբ մշակել է InGaAs դետեկտոր՝ ընդամենը 0.98 միկրոմետր հաստությամբ, որը ավելի քան 2.5 անգամ ավելի բարակ է, քան ավանդական կառուցվածքը։ Միևնույն ժամանակ, այն պահպանում է ավելի քան 70% քվանտային արդյունավետություն 400-1700 նմ ալիքի երկարության տիրույթում։ Գերբարակ InGaAs լուսադետեկտորի առաջընթաց նվաճումը նոր տեխնիկական ուղի է բացում բարձր թույլտվությամբ, ցածր աղմուկով, լայն սպեկտրի պատկերի սենսորների մշակման համար։ Գերբարակ կառուցվածքի դիզայնի շնորհիվ ապահովված արագ կրիչների փոխադրման ժամանակը, կանխատեսվում է, որ զգալիորեն կնվազեցնի էլեկտրական խաչաձևությունը և կբարելավի սարքի արձագանքի բնութագրերը։ Միևնույն ժամանակ, սարքի կրճատված կառուցվածքն ավելի հարմար է միաչիպային եռաչափ (M3D) ինտեգրման տեխնոլոգիայի համար՝ հիմք դնելով բարձր խտության պիքսելային զանգվածների ստեղծմանը։
Հրապարակման ժամանակը. Փետրվարի 24-2026