Die nuutste navorsing vansneeustorting fotodetektor
Infrarooi-opsporingstegnologie word wyd gebruik in militêre verkenning, omgewingsmonitering, mediese diagnose en ander velde. Tradisionele infrarooi-detektors het sekere beperkings in werkverrigting, soos opsporingsensitiwiteit, reaksiespoed en so aan. InAs/InAsSb Klas II superrooster (T2SL) materiale het uitstekende fotoëlektriese eienskappe en afstembaarheid, wat hulle ideaal maak vir langgolf infrarooi (LWIR) detektors. Die probleem van swak reaksie in langgolf infrarooi-opsporing is al lank 'n bron van kommer, wat die betroubaarheid van elektroniese toesteltoepassings grootliks beperk. Alhoewel sneeustortingfotodetektors (APD-fotodetektor) uitstekende reaksieprestasie het, ly dit aan hoë donkerstroom tydens vermenigvuldiging.
Om hierdie probleme op te los, het 'n span van die Universiteit van Elektroniese Wetenskap en Tegnologie van China suksesvol 'n hoëprestasie Klas II superrooster (T2SL) langgolf infrarooi lawine fotodiode (APD) ontwerp. Die navorsers het die laer skroef rekombinasietempo van die InAs/InAsSb T2SL absorbeerderlaag gebruik om die donkerstroom te verminder. Terselfdertyd word AlAsSb met 'n lae k-waarde as die vermenigvuldigerlaag gebruik om toestelgeraas te onderdruk terwyl voldoende versterking gehandhaaf word. Hierdie ontwerp bied 'n belowende oplossing vir die bevordering van die ontwikkeling van langgolf infrarooi opsporingstegnologie. Die detektor gebruik 'n trapsgewyse ontwerp, en deur die samestellingsverhouding van InAs en InAsSb aan te pas, word die gladde oorgang van die bandstruktuur bereik, en die werkverrigting van die detektor word verbeter. In terme van materiaalkeuse en voorbereidingsproses, beskryf hierdie studie in detail die groeimetode en prosesparameters van InAs/InAsSb T2SL-materiaal wat gebruik word om die detektor voor te berei. Die bepaling van die samestelling en dikte van InAs/InAsSb T2SL is krities en parameteraanpassing is nodig om spanningsbalans te bereik. In die konteks van langgolf infrarooi-deteksie, om dieselfde afsnygolflengte as InAs/GaSb T2SL te bereik, is 'n dikker InAs/InAsSb T2SL enkelperiode nodig. 'n Dikker monosiklus lei egter tot 'n afname in die absorpsiekoëffisiënt in die rigting van groei en 'n toename in die effektiewe massa van gate in T2SL. Daar is gevind dat die byvoeging van 'n Sb-komponent 'n langer afsnygolflengte kan bereik sonder om die enkelperiodedikte aansienlik te verhoog. Oormatige Sb-samestelling kan egter lei tot segregasie van Sb-elemente.
Daarom is InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL met Sb-groep 0.5 gekies as die aktiewe laag van APD.fotodetektorInAs/InAsSb T2SL groei hoofsaaklik op GaSb-substrate, dus moet die rol van GaSb in spanningsbestuur oorweeg word. Die bereiking van spannings-ewewig behels in wese die vergelyking van die gemiddelde roosterkonstante van 'n superrooster vir een periode met die roosterkonstante van die substraat. Oor die algemeen word die trekspanning in die InAs gekompenseer deur die drukspanning wat deur die InAsSb ingebring word, wat lei tot 'n dikker InAs-laag as die InAsSb-laag. Hierdie studie het die fotoëlektriese reaksie-eienskappe van die sneeustorting-fotodetektor gemeet, insluitend spektrale reaksie, donkerstroom, geraas, ens., en die effektiwiteit van die trapsgewyse gradiëntlaagontwerp geverifieer. Die sneeustorting-vermenigvuldigingseffek van die sneeustorting-fotodetektor word geanaliseer, en die verband tussen die vermenigvuldigingsfaktor en die invallende ligkrag, temperatuur en ander parameters word bespreek.
FIG. (A) Skematiese diagram van InAs/InAsSb langgolf infrarooi APD fotodetektor; (B) Skematiese diagram van elektriese velde by elke laag van APD fotodetektor.
Plasingstyd: 6 Januarie 2025