ניו טעכנאָלאָגיע פון ​​דין סיליציום פאָטאָדעטעקטאָר

ניו טעכנאָלאָגיע פוןדין סיליציום פאָטאָדעטעקטאָר
פאָטאָן כאַפּן סטראַקטשערז זענען געניצט צו פאַרבעסערן ליכט אַבזאָרפּשאַן אין דיןסיליציום פאָטאָדעטעקטאָרס
פאָטאָניק סיסטעמען זענען ראַפּאַדלי גיינינג טראַקשאַן אין פילע ימערדזשינג אַפּלאַקיישאַנז, אַרייַנגערעכנט אָפּטיש קאָמוניקאַציע, LiDAR סענסינג און מעדיציניש ימידזשינג. אָבער, די וויידספּרעד אַדאַפּשאַן פון פאָטאָניקס אין צוקונפֿט ינזשעניעריע סאַלושאַנז דעפּענדס אויף די פּרייַז פון מאַנופאַקטורינגפאָטאָדעטעקטאָרס, וואָס אין קער דעפּענדס לאַרגעלי אויף די טיפּ פון סעמיקאַנדאַקטער געניצט פֿאַר דעם צוועק.
טראַדישאַנאַלי, סיליציום (Si) איז געווען די מערסט ומעטומיק סעמיקאַנדאַקטער אין די עלעקטראָניק אינדוסטריע, אַזוי פיל אַז רובֿ ינדאַסטריז האָבן מאַטיורד אַרום דעם מאַטעריאַל. צום באַדויערן, סי האט אַ לעפיערעך שוואַך ליכט אַבזאָרפּשאַן קאָואַפישאַנט אין די לעבן ינפרערעד (NIR) ספּעקטרום קאַמפּערד מיט אנדערע סעמיקאַנדאַקטערז אַזאַ ווי גאַליאַם אַרסענידע (גאַאַס). ווייַל פון דעם, גאַאַס און פֿאַרבונדענע אַלויז זענען טרייווינג אין פאָטאָניק אַפּלאַקיישאַנז אָבער זענען נישט קאַמפּאַטאַבאַל מיט די טראדיציאנעלן קאַמפּלאַמענטשי מעטאַל-אַקסייד סעמיקאַנדאַקטער (קמאָס) פּראַסעסאַז געניצט אין דער פּראָדוקציע פון ​​רובֿ עלעקטראָניק. דאָס האָט געפֿירט צו אַ שאַרף פאַרגרעסערן אין זייער מאַנופאַקטורינג קאָס.
רעסעאַרטשערס האָבן דיווייזד אַ וועג צו שטארק פאַרבעסערן נאָענט-ינפרערעד אַבזאָרפּשאַן אין סיליציום, וואָס קען פירן צו פּרייַז רידאַקשאַנז אין הויך-פאָרשטעלונג פאָטאָניק דעוויסעס, און אַ UC Davis פאָרשונג מאַנשאַפֿט איז פּייאַנירינג אַ נייַע סטראַטעגיע צו שטארק פֿאַרבעסערן ליכט אַבזאָרפּשאַן אין דין סיליציום פילמס. אין זייער לעצטע צייטונג ביי Advanced Photonics Nexus, זיי באַווייַזן פֿאַר די ערשטער מאָל אַן יקספּערמענאַל דעמאַנסטריישאַן פון אַ סיליציום-באזירט פאָטאָדעטעקטאָר מיט ליכט-קאַפּטשערינג מיקראָ - און נאַנאָ ייבערפלאַך סטראַקטשערז, אַטשיווינג אַנפּרעסידענטיד פאָרשטעלונג ימפּרווומאַנץ פאַרגלייַכלעך מיט GaAs און אנדערע III-V גרופּע סעמיקאַנדאַקטערז. . די פאָטאָדעטעקטאָר באשטייט פון אַ מייקראַן-דיק סילינדריקאַל סיליציום טעלער געשטעלט אויף אַ ינסאַלייטינג סאַבסטרייט, מיט מעטאַל "פינגער" יקסטענדינג אין אַ פינגער-גאָפּל מאָדע פון ​​די קאָנטאַקט מעטאַל אין די שפּיץ פון די טעלער. ימפּאָרטאַנטלי, די לאַמפּי סיליציום איז אָנגעפילט מיט קייַלעכיק האָלעס עריינדזשד אין אַ פּעריאָדיש מוסטער וואָס אַקט ווי פאָטאָן כאַפּן זייטלעך. די קוילעלדיק סטרוקטור פון די מיטל ז די נאָרמאַלי אינצידענט ליכט צו בייגן מיט קימאַט 90 ° ווען עס היץ די ייבערפלאַך, אַלאַוינג עס צו פאַרשפּרייטן לאַטעראַל צוזאמען די סי פלאַך. די לאַטעראַל פּראַפּאַגיישאַן מאָדעס פאַרגרעסערן די לענג פון די רייזע פון ​​ליכט און יפעקטיוולי פּאַמעלעך עס אַראָפּ, לידינג צו מער ליכט-מאַטעריע ינטעראַקשאַנז און אַזוי געוואקסן אַבזאָרפּשאַן.
די ריסערטשערז אויך דורכגעקאָכט אָפּטיש סימיאַליישאַנז און טעאָרעטיש אַנאַליזעס צו בעסער פֿאַרשטיין די יפעקץ פון פאָטאָן כאַפּן סטראַקטשערז, און געפירט עטלעכע יקספּעראַמאַנץ וואָס פאַרגלייַכן פאָטאָדעטעקטאָרס מיט און אָן זיי. זיי געפונען אַז פאָטאָן כאַפּן געפירט צו אַ באַטייטיק פֿאַרבעסערונג אין בראָדבאַנד אַבזאָרפּשאַן עפעקטיווקייַט אין די NIR ספּעקטרום, סטייינג העכער 68% מיט אַ שפּיץ פון 86%. עס איז כדאי צו באמערקן אַז אין דעם לעבן ינפרערעד באַנד, די אַבזאָרפּשאַן קאָואַפישאַנט פון די פאָטאָדעטעקטאָר פון פאָטאָן כאַפּן איז עטלעכע מאָל העכער ווי די פון פּראָסט סיליציום, יקסיד גאַליום אַרסענידע. אין אַדישאַן, כאָטש די פארגעלייגט פּלאַן איז פֿאַר 1μם דיק סיליציום פּלאַטעס, סימיאַליישאַנז פון 30 nm און 100 nm סיליציום פילמס קאַמפּאַטאַבאַל מיט CMOS עלעקטראָניק ווייַזן ענלעך ימפּרוווד פאָרשטעלונג.
קוילעלדיק, די רעזולטאַטן פון דעם לערנען באַווייַזן אַ פּראַמאַסינג סטראַטעגיע פֿאַר ימפּרוווינג די פאָרשטעלונג פון סיליציום-באזירט פאָטאָדעטעקטאָרס אין ימערדזשינג פאָטאָניק אַפּלאַקיישאַנז. הויך אַבזאָרפּשאַן קענען זיין אַטשיווד אפילו אין הינטער-דין סיליציום לייַערס, און די פּעראַסיטיק קאַפּאַסאַטאַנס פון די קרייַז קענען זיין נידעריק, וואָס איז קריטיש אין הויך-גיכקייַט סיסטעמען. אין אַדישאַן, די פארגעלייגט אופֿן איז קאַמפּאַטאַבאַל מיט מאָדערן CMOS מאַנופאַקטורינג פּראַסעסאַז און האט דער פּאָטענציעל צו רעוואַלושאַנייז די וועג אָפּטאָעלעקטראָניקס זענען ינאַגרייטיד אין טראדיציאנעלן סערקאַץ. דאָס, אין קער, קען ויסברוקירן דעם וועג פֿאַר היפּש ליפּס אין אַפאָרדאַבאַל אַלטראַפאַסט קאָמפּיוטער נעטוואָרקס און ימידזשינג טעכנאָלאָגיע.