Найноўшыя даследаваннілавінны фотадэтэктар
Тэхналогія інфрачырвонага выяўлення шырока выкарыстоўваецца ў ваеннай разведцы, маніторынгу навакольнага асяроддзя, медыцынскай дыягностыцы і іншых галінах. Традыцыйныя інфрачырвоныя дэтэктары маюць некаторыя абмежаванні ў прадукцыйнасці, такія як адчувальнасць выяўлення, хуткасць рэагавання і гэтак далей. Матэрыялы InAs/InAsSb класа II звышрашоткі (T2SL) валодаюць выдатнымі фотаэлектрычнымі ўласцівасцямі і наладжвальнасцю, што робіць іх ідэальнымі для даўгахвалевых інфрачырвоных (LWIR) дэтэктараў. Праблема слабога водгуку пры даўгахвалевым інфрачырвоным выяўленні выклікае заклапочанасць ужо даўно, што значна абмяжоўвае надзейнасць прымянення электронных прылад. Нягледзячы на тое, што лавінны фотадэтэктар (Фотадэтэктар APD) мае выдатныя характарыстыкі водгуку, але падчас памнажэння пакутуе ад высокага цёмнага току.
Каб вырашыць гэтыя праблемы, каманда з Кітайскага ўніверсітэта электронных навук і тэхналогій паспяхова распрацавала высокапрадукцыйны даўгахвалевы інфрачырвоны лавінны фотадыёд (ЛФД) класа II з звышрашоткай (T2SL). Даследчыкі выкарысталі меншую хуткасць шнекавай рэкамбінацыі паглынальнага пласта InAs/InAsSb T2SL для памяншэння цёмнага току. У той жа час AlAsSb з нізкім значэннем k выкарыстоўваецца ў якасці памнажальнага пласта для падаўлення шуму прылады, захоўваючы пры гэтым дастатковы каэфіцыент узмацнення. Гэтая канструкцыя забяспечвае перспектыўнае рашэнне для садзейнічання развіццю тэхналогіі даўгахвалевага інфрачырвонага выяўлення. Дэтэктар мае ступеністую шмат'ярусную канструкцыю, і шляхам рэгулявання суадносін складнікаў InAs і InAsSb дасягаецца плаўны пераход зоннай структуры і паляпшаецца прадукцыйнасць дэтэктара. Што тычыцца працэсу выбару і падрыхтоўкі матэрыялаў, у гэтым даследаванні падрабязна апісаны метад вырошчвання і параметры працэсу матэрыялу InAs/InAsSb T2SL, які выкарыстоўваецца для падрыхтоўкі дэтэктара. Вызначэнне складу і таўшчыні InAs/InAsSb T2SL мае вырашальнае значэнне, і для дасягнення балансу напружанняў неабходная карэкціроўка параметраў. У кантэксце дэтэктавання ў даўгахвалевым інфрачырвоным дыяпазоне, каб дасягнуць той жа даўжыні хвалі зрэзу, што і ў InAs/GaSb T2SL, патрабуецца больш тоўсты аднаперыядны InAs/InAsSb T2SL. Аднак больш тоўсты монацыкл прыводзіць да зніжэння каэфіцыента паглынання ў кірунку росту і павелічэння эфектыўнай масы дзірак у T2SL. Устаноўлена, што даданне кампанента Sb можа дасягнуць большай даўжыні хвалі зрэзу без істотнага павелічэння таўшчыні аднаперыяду. Аднак празмерная колькасць Sb у складзе можа прывесці да сегрэгацыі элементаў Sb.
Такім чынам, у якасці актыўнага пласта APD быў абраны InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL з групай Sb 0.5.фотадэтэктарInAs/InAsSb T2SL у асноўным расце на падложках GaSb, таму неабходна ўлічваць ролю GaSb у кіраванні дэфармацыямі. Па сутнасці, дасягненне раўнавагі дэфармацый прадугледжвае параўнанне сярэдняй пастаяннай рашоткі звышрашоткі за адзін перыяд з пастаяннай рашоткі падложкі. Як правіла, расцяжная дэфармацыя ў InAs кампенсуецца сціскальнай дэфармацыяй, уведзенай InAsSb, што прыводзіць да больш тоўстага пласта InAs, чым пласт InAsSb. У гэтым даследаванні вымераны фотаэлектрычныя характарыстыкі лавіннага фотадэтэктара, уключаючы спектральную характарыстыку, цёмны ток, шум і г.д., і праверана эфектыўнасць канструкцыі ступеністага градыентнага пласта. Аналізуецца эфект памнажэння лавіннага фотадэтэктара, а таксама абмяркоўваецца сувязь паміж каэфіцыентам памнажэння і магутнасцю падаючага святла, тэмпературай і іншымі параметрамі.
МАЛ. (A) Схематычная дыяграма даўгахвалевага інфрачырвонага фотадэтэктара APD на аснове InAs/InAsSb; (B) Схематычная дыяграма электрычных палёў на кожным пласце фотадэтэктара APD.
Час публікацыі: 06 студзеня 2025 г.