Fotodetektorët me shpejtësi të lartë prezantohen ngaFotodetektorë InGaAs
Fotodetektorë me shpejtësi të lartënë fushën e komunikimit optik përfshijnë kryesisht fotodetektorë InGaAs III-V dhe IV të plotë Si dhe Ge/Fotodetektorë SiI pari është një detektor tradicional me infra të kuqe të afërt, i cili ka qenë dominues për një kohë të gjatë, ndërsa i dyti mbështetet në teknologjinë optike të silikonit për t'u bërë një yll në ngritje dhe është një pikë e nxehtë në fushën e kërkimit ndërkombëtar të optoelektronikës në vitet e fundit. Përveç kësaj, detektorë të rinj të bazuar në perovskit, materiale organike dhe dy-dimensionale po zhvillohen me shpejtësi për shkak të avantazheve të përpunimit të lehtë, fleksibilitetit të mirë dhe vetive të akordueshme. Ka dallime të konsiderueshme midis këtyre detektorëve të rinj dhe fotodetektorëve tradicionalë inorganikë në vetitë e materialeve dhe proceset e prodhimit. Detektorët perovskitë kanë karakteristika të shkëlqyera të thithjes së dritës dhe kapacitet efikas të transportit të ngarkesës, detektorët e materialeve organike përdoren gjerësisht për koston e tyre të ulët dhe elektronet fleksibël, dhe detektorët e materialeve dy-dimensionale kanë tërhequr shumë vëmendje për shkak të vetive të tyre unike fizike dhe lëvizshmërisë së lartë të bartësve. Megjithatë, krahasuar me detektorët InGaAs dhe Si/Ge, detektorët e rinj ende duhet të përmirësohen në aspektin e stabilitetit afatgjatë, pjekurisë së prodhimit dhe integrimit.
InGaAs është një nga materialet ideale për realizimin e fotodetektorëve me shpejtësi të lartë dhe përgjigje të lartë. Para së gjithash, InGaAs është një material gjysmëpërçues me boshllëk të drejtpërdrejtë, dhe gjerësia e boshllëkut të tij mund të rregullohet nga raporti midis In dhe Ga për të arritur zbulimin e sinjaleve optike me gjatësi vale të ndryshme. Midis tyre, In0.53Ga0.47As përputhet në mënyrë të përkryer me rrjetën e substratit të InP, dhe ka një koeficient të madh të thithjes së dritës në brezin e komunikimit optik, i cili është më i përdoruri në përgatitjen efotodetektorë, dhe performanca e rrymës së errët dhe reagimit janë gjithashtu më të mirat. Së dyti, materialet InGaAs dhe InP kanë shpejtësi të lartë të zhvendosjes së elektroneve, dhe shpejtësia e tyre e zhvendosjes së elektroneve të ngopura është rreth 1 × 107 cm/s. Në të njëjtën kohë, materialet InGaAs dhe InP kanë efekt të tejkalimit të shpejtësisë së elektroneve nën një fushë elektrike specifike. Shpejtësia e tejkalimit mund të ndahet në 4 × 107 cm/s dhe 6 × 107 cm/s, gjë që është e favorshme për të realizuar një gjerësi bande më të madhe të kufizuar në kohë nga bartësi. Aktualisht, fotodetektori InGaAs është fotodetektori më i zakonshëm për komunikim optik, dhe metoda e çiftëzimit të incidencës sipërfaqësore përdoret kryesisht në treg, dhe janë realizuar produkte detektorësh të incidencës sipërfaqësore 25 Gbaud/s dhe 56 Gbaud/s. Janë zhvilluar gjithashtu detektorë të incidencës sipërfaqësore me madhësi më të vogël, incidencë të kundërt dhe gjerësi bande të madhe, të cilët janë kryesisht të përshtatshëm për aplikime me shpejtësi të lartë dhe ngopjes së lartë. Megjithatë, sonda e incidentit sipërfaqësor është e kufizuar nga mënyra e saj e çiftëzimit dhe është e vështirë të integrohet me pajisje të tjera optoelektronike. Prandaj, me përmirësimin e kërkesave të integrimit optoelektronik, fotodetektorët InGaAs të çiftëzuar me valëudhëzues me performancë të shkëlqyer dhe të përshtatshëm për integrim janë bërë gradualisht në qendër të kërkimit, ndër të cilët modulet komerciale të fotosondave InGaAs 70 GHz dhe 110 GHz pothuajse të gjitha përdorin struktura të çiftëzuara me valëudhëzues. Sipas materialeve të ndryshme të substratit, sonda fotoelektrike InGaAs e çiftëzuar me valëudhëzues mund të ndahet në dy kategori: InP dhe Si. Materiali epitaksial në substratin InP ka cilësi të lartë dhe është më i përshtatshëm për përgatitjen e pajisjeve me performancë të lartë. Megjithatë, mospërputhje të ndryshme midis materialeve III-V, materialeve InGaAs dhe substrateve Si të rritura ose të lidhura në substratet Si çojnë në cilësi relativisht të dobët të materialit ose ndërfaqes, dhe performanca e pajisjes ka ende shumë hapësirë për përmirësim.
Koha e postimit: 31 dhjetor 2024