Высакахуткасныя фотадэтэктары прадстаўленыФотадэтэктары InGaAs
Высакахуткасныя фотадэтэктарыу галіне аптычнай сувязі ў асноўным ўключаюць фотадэтэктары III-V InGaAs і IV поўны Si і Ge/Фотадэтэктары Si. Першы з'яўляецца традыцыйным дэтэктарам блізкага інфрачырвонага дыяпазону, які дамінаваў на працягу доўгага часу, а другі абапіраецца на крамянёвую аптычную тэхналогію, каб стаць узыходзячай зоркай, і з'яўляецца гарачай кропкай у галіне міжнародных даследаванняў оптаэлектронікі ў апошнія гады. Акрамя таго, новыя дэтэктары на аснове пераўскіта, арганічных і двухмерных матэрыялаў хутка развіваюцца дзякуючы перавагам лёгкай апрацоўкі, добрай гнуткасці і наладжвальных уласцівасцей. Існуюць істотныя адрозненні паміж гэтымі новымі дэтэктарамі і традыцыйнымі неарганічнымі фотадэтэктарамі ва ўласцівасцях матэрыялаў і вытворчых працэсах. Перовскитовые дэтэктары валодаюць выдатнымі характарыстыкамі паглынання святла і эфектыўнай здольнасцю да пераносу зарада, дэтэктары арганічных матэрыялаў шырока выкарыстоўваюцца з-за нізкай кошту і гнуткіх электронаў, а двухмерныя дэтэктары матэрыялаў прыцягнулі вялікую ўвагу дзякуючы сваім унікальным фізічным уласцівасцям і высокай рухомасці носьбітаў. Аднак у параўнанні з дэтэктарамі InGaAs і Si/Ge новыя дэтэктары ўсё яшчэ патрабуюць паляпшэння з пункту гледжання доўгатэрміновай стабільнасці, сталасці вытворчасці і інтэграцыі.
InGaAs з'яўляецца адным з ідэальных матэрыялаў для рэалізацыі фотадэтэктараў з высокай хуткасцю і высокім водгукам. Перш за ўсё, InGaAs з'яўляецца паўправадніковым матэрыялам з прамой паласой забароненай зоны, і яго шырыня забароненай зоны можа рэгулявацца суадносінамі паміж In і Ga для дасягнення выяўлення аптычных сігналаў розных даўжынь хваль. Сярод іх In0,53Ga0,47As ідэальна спалучаецца з рашоткай падкладкі InP і мае вялікі каэфіцыент паглынання святла ў дыяпазоне аптычнай сувязі, які найбольш шырока выкарыстоўваецца пры падрыхтоўцыфотадэтэктары, і паказчыкі цёмнага току і хуткасці рэагавання таксама лепшыя. Па-другое, матэрыялы InGaAs і InP маюць высокую хуткасць дрэйфу электронаў, а іх хуткасць дрэйфу насычаных электронаў складае каля 1×107 см/с. У той жа час матэрыялы InGaAs і InP маюць эфект перавышэння хуткасці электронаў пад уздзеяннем спецыфічнага электрычнага поля. Хуткасць перавышэння можна падзяліць на 4 × 107 см/с і 6 × 107 см/с, што спрыяе рэалізацыі большай прапускной здольнасці апорнай, абмежаванай па часе. У цяперашні час фотадэтэктар InGaAs з'яўляецца найбольш распаўсюджаным фотадэтэктарам для аптычнай сувязі, і метад сувязі падзення паверхні ў асноўным выкарыстоўваецца на рынку, і былі рэалізаваны прадукты дэтэктара падзення паверхні 25 Гбод/с і 56 Гбод/с. Таксама былі распрацаваны дэтэктары падзення паверхні меншага памеру, зваротнага падзення і шырокай прапускной здольнасці, якія ў асноўным падыходзяць для прымянення з высокай хуткасцю і высокай насычанасцю. Аднак зонд, які падае на паверхню, абмежаваны рэжымам сувязі, і яго цяжка інтэграваць з іншымі оптаэлектроннымі прыладамі. Такім чынам, з удасканаленнем патрабаванняў да оптаэлектроннай інтэграцыі фотадэтэктары InGaAs, звязаныя з хваляводам, з выдатнай прадукцыйнасцю і прыдатныя для інтэграцыі паступова сталі цэнтрам даследаванняў, сярод якіх камерцыйныя модулі фотазондаў InGaAs 70 ГГц і 110 ГГц амаль усе выкарыстоўваюць структуры, звязаныя з хваляводам. У залежнасці ад розных матэрыялаў падкладкі, фотаэлектрычны зонд InGaAs з хваляводам можна падзяліць на дзве катэгорыі: InP і Si. Эпітаксійны матэрыял на падкладцы InP мае высокую якасць і больш падыходзіць для падрыхтоўкі высокапрадукцыйных прылад. Аднак розныя неадпаведнасці паміж матэрыяламі III-V, матэрыяламі InGaAs і падкладкамі Si, вырашчанымі або злучанымі на падкладках Si, прыводзяць да адносна нізкай якасці матэрыялу або інтэрфейсу, і прадукцыйнасць прылады ўсё яшчэ ёсць для паляпшэння.
Час публікацыі: 31 снежня 2024 г