Սկզբունքը եւ ներկայիս իրավիճակըԱվալանշ ֆոտոդետրեկտոր (APD ֆոտոդետրեկտոր) Մաս երկու
2.2 APD Chip կառուցվածքը
Չիպի ողջամիտ կառուցվածքը բարձր արդյունավետության սարքերի հիմնական երաշխիքն է: APD- ի կառուցվածքային ձեւավորումը հիմնականում համարում է RC Time RC- ի կայուն, անցք գրավումը Heterojunction- ում, փոխադրման տարանցման ժամանակը `քայքայման շրջանի միջոցով եւ այլն: Դրա կառուցվածքի զարգացումը ամփոփված է ստորեւ.
(1) Հիմնական կառուցվածքը
APD- ի ամենապարզ կառույցը հիմնված է PIN PROPODIODE- ի վրա, P տարածաշրջանը եւ N մարզերը մեծապես դոպտացված են, եւ N տիպի կամ P- տիպի կրկնակի վերազինող տարածաշրջանը երկրորդական էլեկտրատախտակի եւ անցքերի ուժեղացումն է: INP շարքի նյութերի համար, քանի որ անցքի ազդեցության Ionization գործակիցը ավելի մեծ է, քան էլեկտրոնի ազդեցության իոնացման գործակիցը, N տիպի դոպինգի շահույթը սովորաբար տեղադրվում է P տարածաշրջանում: Իդեալական իրավիճակում միայն անցքեր են ներարկվում շահույթի տարածաշրջանում, ուստի այս կառույցը կոչվում է անցքային ներարկված կառույց:
(2) Ներքեւն ու շահույթը առանձնանում են
ՆերՄանցի լայնության լայնության առկայության շնորհիվ (INP- ն 1.35ev է, իսկ Ingaas- ը, 0,75ev), որը սովորաբար օգտագործվում է որպես ձեռքբերման գոտու նյութ եւ ներծծող գոտի նյութեր:
(3) Պարգեւատրվում է կլանում, գրադիենտ եւ ձեռքբերում (SAGM) կառույցներ
Ներկայումս առեւտրային APD սարքերի մեծ մասը օգտագործում է INP / Ingaas նյութը, Ingaas- ը, որպես կլանման շերտ, բարձր էլեկտրական դաշտի տակ (> 5x105V / սմ), առանց խափանման միջոց: Այս նյութի համար այս APD- ի դիզայնն այն է, որ ավալանշի գործընթացը ձեւավորվում է N տիպի INP- ում `անցքերի բախման միջոցով: Հաշվի առնելով INP- ի եւ InGaas- ի միջեւ եղած խմբի բացերի մեծ տարբերությունը, Վալանսի խմբում մոտ 0,4եւի էներգիայի մակարդակի տարբերությունը դարձնում է Hetajuncunction Edge- ում առաջացած անցքերը, որոնք խոչընդոտվել են HEP- ի բազմապատկման շերտի եւ արագորեն կրճատվելուց: Այս խնդիրը կարող է լուծվել `ավելացնելով երկու նյութերի միջեւ մուտքային անցումային շերտ:
(4) Հարգելի, գրադիենտ, լիցքավորված եւ ձեռքբերում (SAGCM) կառույցներ առաջարկվում են համապատասխանաբար
Կլանման շերտի էլեկտրական դաշտի բաշխումը եւ ձեռքբերման շերտի բաշխումը հետագայում կարգավորելու համար գանձման շերտը ներկայացվում է սարքի ձեւավորման մեջ, որը մեծապես բարելավում է սարքի արագությունն ու արձագանքումը:
(5) ռեզոնատորի ուժեղացված (RCE) SAGCM կառուցվածքը
Ավանդական դետեկտորների վերը նշված օպտիմալ ձեւավորման մեջ մենք պետք է բախվենք այն փաստին, որ կլանման շերտի հաստությունը հակասական գործոն է սարքի արագության եւ քվանտային արդյունավետության համար: Ներծծող շերտի բարակ հաստությունը կարող է նվազեցնել կրիչի տարանցման ժամանակը, ուստի կարելի է ձեռք բերել մեծ թողունակություն: Այնուամենայնիվ, միեւնույն ժամանակ, ավելի մեծ քանակությամբ արդյունավետություն ձեռք բերելու համար կլանման շերտը պետք է ունենա բավարար հաստություն: Այս խնդրի լուծումը կարող է լինել ռեզոնանսային խոռոչի (RCE) կառուցվածքը, այսինքն, բաշխված Bragg Reflector (DBR) նախագծված է սարքի ներքեւում եւ վերեւում: DBR- ի հայելին բաղկացած է երկու տեսակի նյութերից, որոնք ունեն ցածր ռեֆրակցիոն ինդեքս եւ կառուցվածքի բարձր ռեֆրակցիոն ինդեքս, իսկ երկուսը `այլ կերպ, կիսահաղորդիչում են միջադեպի թեթեւ ալիքի երկարությունը 1/4: Դետեկտորի ռեզոնատորի կառուցվածքը կարող է բավարարել արագության պահանջները, կլանման շերտի հաստությունը կարող է շատ բարակ լինել, իսկ էլեկտրոնի քվանտային արդյունավետությունը ավելանում է մի քանի արտացոլումներից հետո:
(6) Edge-Couleded Waveguide կառուցվածքը (WG-APD)
Սարքի արագության եւ քվանտային արդյունավետության վրա կլանման շերտի հաստության տարբեր հետեւանքների հակասությունը լուծելու եւս մեկ լուծում է `ծայրահեղ զուգակցված ալիքի կառուցվածքի ներդրումը: Այս կառույցը լույսից լույս է մտնում, քանի որ կլանման շերտը շատ երկար է, շատ հեշտ է ձեռք բերել քվանտային բարձր արդյունավետություն, եւ միեւնույն ժամանակ, կլանման շերտը կարող է շատ բարակ լինել, նվազեցնելով փոխադրողի տարանցման ժամանակը: Հետեւաբար, այս կառույցը լուծում է թողունակության տարբերությունը եւ արդյունավետությունը կլանման շերտի հաստության վրա եւ ակնկալվում է, որ հասնում է բարձր մակարդակի եւ մեծ քանակությամբ քվանտային արդյունավետության բարձրության: WG-APD- ի գործընթացը ավելի պարզ է, քան RCE APD- ն, որը վերացնում է DBR- ի հայելիի պատրաստման բարդ գործընթացը: Հետեւաբար, գործնական ոլորտում ավելի մատչելի է եւ հարմար է ընդհանուր ինքնաթիռի օպտիկական կապի համար:
3. Եզրակացություն
Ավալանշի զարգացումըֆոտոդետրեկտորՆյութերն ու սարքերը վերանայվում են: Էլեկտրոնի եւ փոս բախման իոնիզացման Ionization- ի Ionization- ի տեմպերը մոտ են Անալասի նրանց, ինչը հանգեցնում է երկու կրիչների խորհրդանշությունների կրկնակի գործընթացին, ինչը ավելի երկար է դարձնում ավալանշի շենքը: Համեմատ Pure Inalas նյութերի, Ingaas (P) / Inalas- ի եւ Inalas- ի եւ Inalas- ի (AL) GAAS / Inalas Quantum- ի կառուցվածքները ունեն բախման իոնիզացման գործակիցների բարձրացում, ուստի աղմուկի կատարումը կարող է մեծապես փոխվել: Կառուցվածքի առումով ռեզոնատորի բարելավված (RCE) SAGCM կառուցվածքը եւ եզրային զուգակցված ալիքային կառույցը (WG-APD) մշակվում են սարքի արագության եւ քվանտային արդյունավետության վրա կլանման շերտի հաստության տարբեր հետեւանքների հակասությունները լուծելու համար: Գործընթացի բարդության պատճառով այս երկու կառույցների ամբողջական գործնական կիրառումը պետք է հետագայում ուսումնասիրվի:
Տեղադրեք Ժամը `Նոյ -14-2023