Hoëspoed-fotodetektors word bekendgestel deurInGaAs fotodetektors
Hoëspoed-fotodetektorsIn die veld van optiese kommunikasie sluit hoofsaaklik III-V InGaAs fotodetektors en IV vol Si en Ge/ in.Si fotodetektorsEersgenoemde is 'n tradisionele nabye infrarooi detektor, wat al lank dominant is, terwyl laasgenoemde staatmaak op silikon optiese tegnologie om 'n opkomende ster te word, en die afgelope paar jaar 'n gewilde plek in die veld van internasionale opto-elektroniese 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 materiaaleienskappe en vervaardigingsprosesse. Perovskietdetektors het uitstekende ligabsorpsie-eienskappe en doeltreffende ladingstransportkapasiteit, organiese materiaaldetektors word wyd gebruik vir hul lae koste en buigsame elektrone, en tweedimensionele materiaaldetektors het baie aandag getrek as gevolg van hul unieke fisiese eienskappe en hoë draermobiliteit. In vergelyking met InGaAs- en Si/Ge-detektors 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 hoëspoed- en hoëresponsfotodetektors. Eerstens is InGaAs 'n direkte bandgaping-halfgeleiermateriaal, en die bandgapingwydte daarvan kan gereguleer word deur die verhouding tussen In en Ga om die opsporing van optiese seine van verskillende golflengtes te verkry. Onder hulle is In0.53Ga0.47As perfek gepas met die substraatrooster van InP, en het 'n groot ligabsorpsiekoëffisiënt in die optiese kommunikasieband, wat die mees gebruikte is in die voorbereiding vanfotodetektors, en die donkerstroom en responsiwiteitsprestasie is ook die beste. Tweedens, InGaAs- en InP-materiale het albei hoë elektrondryfsnelheid, en hul versadigde elektrondryfsnelheid is ongeveer 1 × 10 7 cm/s. Terselfdertyd het InGaAs- en InP-materiale 'n elektronsnelheidsoorskoot-effek onder 'n spesifieke elektriese veld. Die oorskootsnelheid kan verdeel word in 4 × 10 7 cm/s en 6 × 10 7 cm/s, wat bevorderlik is vir die verwesenliking van 'n groter draertydbeperkte bandwydte. Tans is die InGaAs-fotodetektor die mees algemene fotodetektor vir optiese kommunikasie, en die oppervlak-invalkoppelingsmetode word meestal in die mark gebruik, en die 25 Gbaud/s en 56 Gbaud/s oppervlak-invaldetektorprodukte is gerealiseer. Kleiner grootte, terug-inval en groot bandwydte oppervlak-invaldetektors is ook ontwikkel, wat hoofsaaklik geskik is vir hoëspoed- en hoë versadigingstoepassings. Die oppervlak-invalsonde word egter beperk deur sy koppelmodus en is moeilik om met ander opto-elektroniese toestelle te integreer. Daarom, met die verbetering van opto-elektroniese integrasievereistes, het golfgeleier-gekoppelde InGaAs-fotodetektors met uitstekende werkverrigting en geskik vir integrasie geleidelik die fokus van navorsing geword, waaronder die kommersiële 70 GHz en 110 GHz InGaAs-fotoprobemodules byna almal golfgeleier-gekoppelde strukture gebruik. Volgens die verskillende substraatmateriale kan die golfgeleier-koppelde InGaAs-fotoëlektriese probe in twee kategorieë verdeel word: InP en Si. Die epitaksiale materiaal op InP-substraat het hoë gehalte en is meer geskik vir die voorbereiding van hoëprestasietoestelle. Verskeie wanpassings 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.
Plasingstyd: 31 Desember 2024