Hoëspoed fotodetektors word bekendgestel deurInGaAs-fotodetektors
Hoëspoed fotodetektorsop die gebied van optiese kommunikasie sluit hoofsaaklik III-V InGaAs fotodetektors en IV volle Si en Ge/Si fotodetektors. Eersgenoemde is 'n tradisionele naby-infrarooi detektor, wat al lank oorheersend is, terwyl laasgenoemde staatmaak op optiese silikontegnologie om 'n opkomende ster te word, en die afgelope jare 'n brandpunt op die gebied van internasionale opto-elektronika-navorsing is. Daarbenewens ontwikkel nuwe detektors gebaseer op perovskiet, organiese en tweedimensionele materiale vinnig as gevolg van die voordele van maklike verwerking, goeie buigsaamheid en verstelbare eienskappe. Daar is beduidende verskille tussen hierdie nuwe detektors en tradisionele anorganiese fotodetektors in materiaal eienskappe en vervaardigingsprosesse. Perovskiet-detektors het uitstekende ligabsorpsie-eienskappe en doeltreffende ladingvervoerkapasiteit, organiese materiaaldetektors word wyd gebruik vir hul lae koste en buigsame elektrone, en tweedimensionele materiaaldetektors het baie aandag getrek weens hul unieke fisiese eienskappe en hoë draermobiliteit. In vergelyking met InGaAs- en Si/Ge-verklikkers moet die nuwe detektors egter steeds verbeter word in terme van langtermynstabiliteit, vervaardigingsvolwassenheid en integrasie.
InGaAs is een van die ideale materiale vir die realisering van hoë spoed en hoë reaksie fotodetektors. In die eerste plek is InGaAs 'n direkte bandgaping halfgeleier materiaal, en sy bandgap breedte kan gereguleer word deur die verhouding tussen In en Ga om die opsporing van optiese seine van verskillende golflengtes te bewerkstellig. Onder hulle is In0.53Ga0.47As perfek ooreenstem met die substraatrooster van InP, en het 'n groot ligabsorpsiekoëffisiënt in die optiese kommunikasieband, wat die algemeenste gebruik word in die voorbereiding vanfotodetektors, en die donker stroom en reaksie prestasie is ook die beste. Tweedens, InGaAs- en InP-materiale het albei hoë elektrondryfsnelheid, en hul versadigde elektrondryfsnelheid is ongeveer 1×107 cm/s. Terselfdertyd het InGaAs- en InP-materiale elektronsnelheidoorskiet-effek onder spesifieke elektriese veld. Die oorskietsnelheid kan verdeel word in 4× 107cm/s en 6×107cm/s, wat bevorderlik is om 'n groter draertydbeperkte bandwydte te verwesenlik. Tans is InGaAs-fotodetektor die mees hoofstroom-fotodetektor vir optiese kommunikasie, en die oppervlak-insidensie-koppelingsmetode word meestal in die mark gebruik, en die 25 Gbaud/s en 56 Gbaud/s-oppervlakinsidensiedetektorprodukte is gerealiseer. Kleiner grootte, terug inval en groot bandwydte oppervlak insidensie detektors is ook ontwikkel, wat hoofsaaklik geskik is vir hoë spoed en hoë versadiging toepassings. Die oppervlaksonde word egter beperk deur sy koppelingsmodus en is moeilik om met ander opto-elektroniese toestelle te integreer. Daarom, met die verbetering van opto-elektroniese integrasievereistes, het golfgeleidergekoppelde InGaAs-fotodetektors met uitstekende werkverrigting en geskik vir integrasie geleidelik die fokus van navorsing geword, waaronder die kommersiële 70 GHz- en 110 GHz InGaAs-fotosondemodules feitlik almal golfleiergekoppelde strukture gebruik. Volgens die verskillende substraatmateriale kan die golfleier-koppeling InGaAs foto-elektriese sonde in twee kategorieë verdeel word: InP en Si. Die epitaksiale materiaal op InP-substraat het 'n hoë gehalte en is meer geskik vir die voorbereiding van hoëprestasie-toestelle. Verskeie wanverhoudings tussen III-V-materiale, InGaAs-materiale en Si-substrate wat op Si-substrate gekweek of gebind word, lei egter tot relatief swak materiaal- of koppelvlakkwaliteit, en die werkverrigting van die toestel het steeds 'n groot ruimte vir verbetering.
Postyd: 31 Desember 2024