די לעצטע פאָרשונג פון לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר

די לעצטע פאָרשונג פוןלאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר

אינפֿראַרויט דעטעקציע טעכנאָלאָגיע ווערט ברייט גענוצט אין מיליטערישער אויספֿאָרשונג, סביבה מאָניטאָרינג, מעדיצינישער דיאַגנאָז און אַנדערע פֿעלדער. טראַדיציאָנעלע אינפֿראַרויט דעטעקטאָרן האָבן עטלעכע לימיטאַציעס אין פאָרשטעלונג, אַזאַ ווי דעטעקציע סענסיטיוויטי, רעאַקציע גיכקייט און אַזוי ווייטער. InAs/InAsSb קלאַס II סופּערלאַטיס (T2SL) מאַטעריאַלן האָבן ויסגעצייכנטע פֿאָטאָעלעקטרישע אייגנשאַפֿטן און טונאַביליטי, מאַכנדיג זיי ידעאַל פֿאַר לאַנג-כוואַליע אינפֿראַרויט (LWIR) דעטעקטאָרן. די פּראָבלעם פֿון שוואַך רעאַקציע אין לאַנג-כוואַליע אינפֿראַרויט דעטעקציע איז געווען אַ זאָרג פֿאַר אַ לאַנגע צייט, וואָס שטאַרק לימיטירט די פֿאַרלעסלעכקייט פֿון עלעקטראָנישע מיטל אַפּליקאַציעס. כאָטש לאַווינע פֿאָטאָדעטעקטאָר (APD פאָטאָדעטעקטאָר) האט אן אויסגעצייכנטע רעאקציע פאָרשטעלונג, עס ליידט פון הויכן טונקל-שטראָם בעת מאַלטיפּליקאַציע.

כדי צו לייזן די פראבלעמען, האט א מאַנשאַפֿט פֿון דער אוניווערסיטעט פֿון עלעקטראָנישער וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע פֿון כינע מצליח געווען צו דיזיינען אַ הויך-פּערפאָרמאַנס קלאַס II סופּערלאַטיס (T2SL) לאַנג-כוואַליע אינפֿראַרעד לאַווינע פֿאָטאָדיאָדע (APD). די פֿאָרשער האָבן גענוצט די נידעריקערע אָגער רעקאָמבינאַציע קורס פֿון די InAs/InAsSb T2SL אַבזאָרבער שיכט צו רעדוצירן דעם טונקל-שטראָם. אין דער זעלבער צייט, ווערט AlAsSb מיט אַ נידעריקן k ווערט גענוצט ווי די מולטיפּלייער שיכט צו אונטערדריקן די מיטל ראַש בשעת מען האַלט גענוג געווינס. דער דיזיין גיט אַ פֿאַרשפּרעכנדיקע לייזונג פֿאַר פּראָמאָטירן די אַנטוויקלונג פֿון לאַנג-כוואַליע אינפֿראַרעד דעטעקציע טעכנאָלאָגיע. דער דעטעקטאָר נעמט אָן אַ סטעפּט-טיערד דיזיין, און דורך אַדזשאַסטירן די קאָמפּאָזיציע פאַרהעלטעניש פֿון InAs און InAsSb, ווערט דערגרייכט דער גלאַטער איבערגאַנג פֿון דער באַנד סטרוקטור, און די פּערפאָרמאַנס פֿון דעם דעטעקטאָר ווערט פֿאַרבעסערט. אין טערמינען פֿון מאַטעריאַל אויסוואַל און צוגרייטונג פּראָצעס, באַשרײַבט די שטודיע אין דעטאַל די וואוקס מעטאָדע און פּראָצעס פּאַראַמעטערס פֿון InAs/InAsSb T2SL מאַטעריאַל גענוצט צו צוגרייטן דעם דעטעקטאָר. באַשטימען די קאָמפּאָזיציע און גרעב פֿון InAs/InAsSb T2SL איז קריטיש און פּאַראַמעטער אַדזשאַסטמענט איז נויטיק צו דערגרייכן דרוק וואָג. אין דעם קאנטעקסט פון לאנג-כוואליע אינפרארעד דעטעקציע, צו דערגרייכן די זעלבע אפשניט-כוואליע ווי InAs/GaSb T2SL, איז א דיקערע InAs/InAsSb T2SL איין-פעריאד פארלאנגט. אבער, א דיקערע מאנאציקל רעזולטירט אין א פארקלענערונג אין דעם אבסארפציע קאעפיציענט אין דער ריכטונג פון וואוקס און א פארגרעסערונג אין דער עפעקטיווער מאסע פון ​​לעכער אין T2SL. מען האט געפונען אז צולייגן Sb קאמפאנענט קען דערגרייכן א לענגערע אפשניט-כוואליע אן באדייטנד פארגרעסערן די איין-פעריאד גרעב. אבער, איבערגעטריבענע Sb קאמפאזיציע קען פירן צו סעגרעגאציע פון ​​Sb עלעמענטן.

דעריבער, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL מיט Sb גרופע 0.5 איז אויסגעקליבן געוואָרן ווי די אַקטיווע שיכט פון APD.פאָטאָדעטעקטאָרInAs/InAsSb T2SL וואַקסט מערסטנס אויף GaSb סאַבסטראַטן, אַזוי די ראָלע פון ​​GaSb אין שפּאַנונג פאַרוואַלטונג דאַרף באַטראַכט ווערן. אין עסענץ, דערגרייכן שפּאַנונג גלייכגעוויכט ינוואַלווז פאַרגלייַכן די דורכשניטלעך גיטער קאָנסטאַנט פון אַ סופּערגיטער פֿאַר איין פּעריאָד צו די גיטער קאָנסטאַנט פון די סאַבסטראַט. בכלל, די טענסיאַל שפּאַנונג אין די InAs איז קאַמפּאַנסייטאַד דורך די קאַמפּרעסיוו שפּאַנונג ינטראָודוסט דורך די InAsSb, ריזאַלטינג אין אַ דיקערע InAs שיכט ווי די InAsSb שיכט. די לערנען געמאסטן די פאָטאָעלעקטרישע ענטפער קעראַקטעריסטיקס פון די לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר, אַרייַנגערעכנט ספּעקטראַל ענטפער, טונקל קראַנט, ראַש, עטק., און וועראַפייד די עפעקטיווקייַט פון די סטעפּט גראַדיענט שיכט פּלאַן. די לאַווינע מאַלטיפּליקאַטיאָן ווירקונג פון די לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר איז אַנאַלייזד, און די שייכות צווישן די מאַלטיפּליקאַטיאָן פאַקטאָר און די ינסידענט ליכט מאַכט, טעמפּעראַטור און אנדערע פּאַראַמעטערס איז דיסקוטירט.

פיג. (א) סכעמאטישע דיאַגראַמע פון ​​InAs/InAsSb לאַנג-כוואַליע ינפראַרעד APD פאָטאָדעטעקטאָר; (ב) סכעמאטישע דיאַגראַמע פון ​​עלעקטרישע פעלדער ביי יעדער שיכט פון APD פאָטאָדעטעקטאָר.