Ինգաասի ֆոտոդետեկտորի կառուցվածքը

ԿառուցվածքըԻնգաասի ֆոտոդետրեկտոր

1980-ականներից սկսած, տանը եւ արտերկրում գտնվող հետազոտողները ուսումնասիրել են Ինգաասի ֆոտոդետրեկտորների կառուցվածքը, որոնք հիմնականում բաժանված են երեք տեսակի: Նրանք Ingaas Metal-Semicontor-Metal PhotoDetector (MSM-PD), Ingaas Pin Photoodetector (Pin-PD) եւ Ingaas Avalanche PhotoDetector (APD-PD): Կան զգալի տարբերություններ տարբեր կառույցներով Ինգաասի ֆոտոդետրորների արտադրության եւ տարբեր կառույցների արժեքի մեջ, եւ սարքի գործունեության մեծ տարբերություններ կան:

The Ingaas մետաղ-կիսահաղորդչային-մետաղֆոտոդետրեկտոր, ցույց է տրված Նկար (ա), հատուկ կառույց է, որը հիմնված է շոտլանդական հանգույցի վրա: 1992-ին, shi et al. Օգտագործված ցածր ճնշման մետաղական-օրգանական գոլորշիների փուլային Epitaxy Technology (LP-MOSPE) `Epitaxy շերտեր աճեցնելու եւ INGAAS MSM ֆոտոդետրեկտորին, որը ունի 0,42 A / W բարձր պատասխանատվություն, 1.3 մկմ ալիքի երկարությամբ եւ մութ հոսանքից ցածր, քան 5.6 Վ. Օգտագործված գազի փուլային մոլեկուլային ճառագայթային էպիտաքսի (GSMBE) `աճեցնել inalas-ingaas-inp epitaxy շերտը: Inalas շերտը ցույց տվեց բարձր դիմադրողականության բնութագրեր, եւ աճի պայմանները օպտիմիզացված էին ռենտգենյան դիֆրակցիայի չափմամբ, այնպես որ Ingaas- ի եւ Inalas շերտերի միջեւ վանդակավոր անհամապատասխանությունը գտնվում էր 1 × 10⁻³ միջակայքում: Սա հանգեցնում է սարքի օպտիմիզացված ներկայացմանը `մուգ հոսանքով 0,75 PA / μM² ներքեւից մինչեւ 10 V եւ արագ անցողիկ արձագանքը մինչեւ 16 PS 5 V.- ով:

Ingaas Pin PhotoDetector- ը տեղադրում է ներգնա շերտի էջը P- տիպի կոնտակտային շերտի եւ N տիպի կոնտակտային շերտի միջեւ, ինչպես ցույց է տրված Նկար (B), ինչը մեծացնում է ոչնչացման տարածաշրջանի լայնությունը եւ ավելի մեծ լուսապատկերային ձեւավորում: 2007-ին, A.Poloczek et al. Օգտագործված MBE- ն ցածր ջերմաստիճանի բուֆերային շերտ է աճեցնելու համար `մակերեւույթի կոշտությունը բարելավելու եւ SI եւ INP- ի միջեւ վանդակավոր անհամապատասխանությունը հաղթահարելու համար: MOCVD- ն օգտագործվել է Ingaas PIN կառուցվածքը Inp Substrate- ում ինտեգրվելու համար, եւ սարքի արձագանքը կազմում էր մոտ 0,57 ա / վ: 2011-ին բանակի հետազոտական ​​լաբորատորիան (AL ԱԼ) օգտագործեց PIN PROPODETETORS Լիդար պատկերիչ նավարկություն, խոչընդոտ / բախումից խուսափելու համար եւ փոքր անօդաչու թռչնային տրանսպորտային միջոցների նույնականացման համար ինտեգրվել է ցածր գնով միկրոալիքային ուժեղացուցիչի միջոցով: Այս հիման վրա, 2012-ին, լավ օգտագործեց այս Lidar Imager- ը ռոբոտների համար, ավելի քան 50 մ-ի հայտնաբերման միջակայք եւ 256 × 128 բանաձեւ:

ԻնգաասըԱվալանշ ֆոտոդետրեկտորՄի տեսակ ֆոտոդետրեկտոր է, որի կառուցվածքը ներկայացված է Նկար (C): Էլեկտրոնի անցքի զույգը բավականաչափ էներգիա է ստանում կրկնապատկվող տարածաշրջանի ներսում էլեկտրական դաշտի գործողությունների ներքո, որպեսզի բախվի ատոմի հետ, ստեղծեք նոր էլեկտրոնի անցքերի զույգեր, ձեւավորեք մագնիսական ազդեցություն եւ նյութի մեջ օգտագործեք ոչ հավասարակշռության փոխադրողներ: 2013-ին George M- ն օգտագործեց MBE- ն, վանդակավորությամբ եւ Inalas համաձուլվածքով աճեցնելու համար, օգտագործելով Inpaas- ը եւ INST- ի փոփոխությունները, Epitaxial Clast- ի էներգիայի փոփոխությունները `նվազագույնի հասցնելով էլեկտրաէներգիայի իոնիզացիան: Արդյունքի համարժեք ազդանշանի շահույթում, APD- ն ցույց է տալիս ցածր աղմուկ եւ ավելի ցածր մութ հոսանք: 2016-ին Sun Jianfeng et al. Կառուցեց 1570 NM լազերային ակտիվ պատկերապատման փորձարարական պլատֆորմ, հիմնվելով Ingaas Avalanche ֆոտոդետեկտորի վրա: Ներքին միացումAPD ֆոտոդետրեկտորՍտացվի արձագանքներ եւ ուղղակիորեն արտադրանքի թվային ազդանշաններ, կազմելով ամբողջ սարքը կոմպակտ: Փորձարարական արդյունքները ցույց են տրված Նկ. (D) եւ (ե): Գծապատկեր (դ) Պատկերավորության թիրախի ֆիզիկական լուսանկարն է, եւ նկարը (ե) եռաչափ հեռավորության պատկեր է: Կարելի է պարզ երեւում, որ գոտիի պատուհանի մակերեսը ունի որոշակի խորության հեռավորություն, A եւ B տարածքով: Պլատֆորմը գիտակցում է զարկերակային լայնությունը 10 NS- ից պակաս, մեկ զարկերակային էներգիա (1 ~ 3) MJ Կարգավորելի, ստանալով ոսպնյակների դաշտի անկյուն, 1 կՀցի կրկնակի հաճախականությունը մոտ 60%: APD- ի ներքին լուսապատկերային շահույթի, արագ արձագանքման, կոմպակտ չափի, ամրության եւ ցածր արժեքի շնորհիվ APD ֆոտոդետրեկտորները կարող են լինել հայտնաբերման արագության ավելի բարձր մակարդակի կարգը, ուստի ընթացիկ հիմնական Լիդարը հիմնականում գերակշռում են ավալանշի ֆոտոդետրեկտորները:

Ընդհանուր առմամբ, Ingaas- ի պատրաստման տեխնոլոգիայի արագ զարգացումով տանը եւ արտերկրում մենք կարող ենք հմտորեն օգտագործել MBE, MOCVD, LPE եւ այլ տեխնոլոգիաներ `INP ենթաբաժնի վրա մեծ տարածքի բարձրորակ IGNAAS Epitaxial շերտ պատրաստելու համար: Ingaas PhotoDetects- ը ցուցադրում է ցածր մութ ընթացիկ եւ բարձր արձագանքողականություն, ամենացածր մութ հոսքը ցածր է 0.75 PA / μM², առավելագույն պատասխանատվությունը կազմում է մինչեւ 0.57 A / W: Ինգաասի ֆոտոդետրերի ապագա զարգացումը կքննարկվի հետեւյալ երկու ասպեկտների վրա. Ներկայումս շուկայում միկրոէլեկտրոնային սարքերի մեծ մասը SI- ն է, եւ Ինգաասի եւ SI- ի հետագա ինտեգրված զարգացումը ընդհանուր տենդենցն է: Լարում, ինչպիսիք են վանդակավոր անհամապատասխանության եւ ջերմային ընդլայնման գործակիցը, կարեւորագույն նշանակություն ունի INGAAS / SI- ի ուսումնասիրության համար. (2) 1550 NM ալիքի երկարության տեխնոլոգիան հասունացել է, իսկ ընդլայնված ալիքի երկարությունը (2.0 ~ 2.5) մկմը հետագա հետազոտական ​​ուղղությունն է: Բաղադրիչների աճով, INP ենթաշերտի եւ Ingaas Epitaxial շերտի միջեւ վանդակավոր անհամապատասխանությունը կհանգեցնի ավելի լուրջ տեղաշարժերի եւ թերությունների: