Jaunākie lavīnu fotodetora pētījumi

Jaunākais pētījums parlavīna fotodetektors

Infrasarkanās noteikšanas tehnoloģija tiek plaši izmantota militārā izlūkošanas, vides uzraudzībā, medicīniskajā diagnostikā un citās jomās. Tradicionālajiem infrasarkano staru detektoriem ir daži veiktspējas ierobežojumi, piemēram, noteikšanas jutība, reakcijas ātrums un tā tālāk. INAS/INSB II klases superlattice (T2SL) materiāliem ir lieliskas fotoelektriskās īpašības un pielāgojamība, padarot tos ideālus ilgstošiem infrasarkanajiem (LWIR) detektoriem. Vāja reakcijas problēma garu viļņu infrasarkanā starojuma noteikšanā ilgstoši ir radījusi bažas, kas ievērojami ierobežo elektronisko ierīču lietojumu ticamību. Kaut arī lavīnu fotodetektors (APD fotodetektors) Tam ir lieliska reakcijas veiktspēja, reizināšanas laikā tas cieš no augšas tumšās strāvas.

Lai atrisinātu šīs problēmas, Ķīnas Elektroniskās zinātnes un tehnoloģijas universitātes komanda ir veiksmīgi izstrādājusi augstas veiktspējas II klases Superlattice (T2SL) garo viļņu infrasarkano lavīnu fotodiodes (APD). Lai samazinātu tumšo strāvu, pētnieki izmantoja INAS/INASSB T2SL absorbētāja slāņa zemāko Auger rekombinācijas ātrumu. Tajā pašā laikā AlassB ar zemu K vērtību izmanto kā reizinātāja slāni, lai nomāktu ierīces troksni, vienlaikus saglabājot pietiekamu ieguvumu. Šis dizains nodrošina daudzsološu risinājumu garu viļņu infrasarkano staru noteikšanas tehnoloģijas attīstības veicināšanai. Detektors pieņem pakāpenisku daudzpakāpju dizainu un, pielāgojot INA un INASB sastāva attiecību, tiek panākta joslas struktūras vienmērīga pāreja un uzlabota detektora veiktspēja. Runājot par materiālu atlasi un sagatavošanas procesu, šajā pētījumā sīki aprakstīts INAS/INASSB T2SL materiāla augšanas metode un procesa parametri, ko izmanto detektora sagatavošanai. INAS/INASB T2SL sastāva un biezuma noteikšana ir kritiska, un stresa līdzsvara sasniegšanai ir nepieciešama parametru pielāgošana. Saistībā ar ilga viļņa infrasarkano staru noteikšanu, lai sasniegtu tādu pašu robežvērtības garumu kā INAS/GASB T2SL, ir nepieciešams biezāks INAS/INASSB T2SL viens periods. Tomēr biezāks monocikls izraisa absorbcijas koeficienta samazināšanos augšanas virzienā un T2SL caurumu efektīvās masas palielināšanās. Konstatēts, ka SB komponenta pievienošana var sasniegt ilgāku nogriešanas viļņa garumu, ievērojami nepalielinot viena perioda biezumu. Tomēr pārmērīgs SB sastāvs var izraisīt SB elementu atdalīšanu.

Tāpēc INAS/INAS0.5SB0.5 T2SL ar SB grupu 0,5 tika izvēlēts kā APD aktīvais slānisfotodetektorsApvidū INAS/INASSB T2SL galvenokārt aug uz GASB substrātiem, tāpēc ir jāņem vērā GASB loma celma pārvaldībā. Būtībā celma līdzsvara sasniegšana ietver vidējās superlattice režģa konstantes salīdzināšanu ar vienu periodu ar substrāta režģa konstantu. Parasti stiepes celmu INAs kompensē ar kompresijas celmu, ko ievada INASBB, kā rezultātā rodas biezāks INA slānis nekā InasB slānim. Šajā pētījumā tika izmērīti lavīnas fotodetektora fotoelektriskās reakcijas raksturlielumi, ieskaitot spektrālo reakciju, tumšo strāvu, troksni utt., Un pārbaudīja pakāpju gradienta slāņa dizaina efektivitāti. Tiek analizēta lavīnu fotodetektora lavīnu reizināšanas ietekme, un tiek apspriesta saistība starp reizināšanas koeficientu un krītošās gaismas jaudu, temperatūru un citiem parametriem.

Fig. (A) INAS/INASB INSBAVA INFRRADARCED APD PHOTODETORU shematiska diagramma; B) elektrisko lauku shematiska diagramma katrā APD fotodetektora slānī.