ზვავის ფოტომოდექტორის უახლესი გამოკვლევა

უახლესი გამოკვლევაზვავის ფოტოდექტორი

ინფრაწითელი გამოვლენის ტექნოლოგია ფართოდ გამოიყენება სამხედრო რეკონსტრუქციის, გარემოსდაცვითი მონიტორინგის, სამედიცინო დიაგნოზის და სხვა სფეროებში. ინფრაწითელი ტრადიციული დეტექტორები აქვთ გარკვეული შეზღუდვები შესრულებაში, მაგალითად, გამოვლენის მგრძნობელობა, რეაგირების სიჩქარე და ა.შ. INAS/INASSB CLASS II SUPERLATTICE (T2SL) მასალებს აქვთ შესანიშნავი ფოტოელექტრული თვისებები და tunability, რაც მათ იდეალურ გახდება გრძელი ტალღის ინფრაწითელი (LWIR) დეტექტორებისთვის. გრძელი ტალღის ინფრაწითელი გამოვლენის დროს სუსტი რეაგირების პრობლემა დიდი ხნის განმავლობაში შეშფოთებულია, რაც მნიშვნელოვნად ზღუდავს ელექტრონული მოწყობილობის პროგრამების საიმედოობას. მიუხედავად იმისა, რომ ზვავის ფოტოდექტორი (APD Photodetector) აქვს შესანიშნავი რეაგირების შესრულება, ის განიცდის მაღალი მუქი დენის გამრავლების დროს.

ამ პრობლემების გადასაჭრელად, ჩინეთის ელექტრონული მეცნიერებისა და ტექნოლოგიის უნივერსიტეტის გუნდმა წარმატებით შეიმუშავა მაღალი ხარისხის კლასის II Superlattice (T2SL) გრძელი ტალღის ინფრაწითელი ზვავი ფოტოდიოდი (APD). მკვლევარებმა გამოიყენეს Auger- ის ქვედა რეკუმინაციის მაჩვენებელი INAS/INASSB T2SL აბსორბერის ფენის შემცირების მიზნით, რათა შეამცირონ მუქი დენი. ამავდროულად, AlassB, რომელსაც აქვს დაბალი K მნიშვნელობით, გამოიყენება როგორც მულტიპლიკატორული ფენა მოწყობილობის ხმაურის ჩახშობისას, საკმარისი მოგების შენარჩუნებისას. ეს დიზაინი უზრუნველყოფს პერსპექტიულ გადაწყვეტას გრძელი ტალღის ინფრაწითელი გამოვლენის ტექნოლოგიის განვითარების განვითარების მიზნით. დეტექტორი იღებს ნაბიჯ -ნაბიჯ დიზაინს და INAS- ისა და INASSB- ის კომპოზიციის თანაფარდობის კორექტირებით, მიღწეულია ჯგუფის სტრუქტურის გლუვი გადასვლა, ხოლო დეტექტორის შესრულება გაუმჯობესებულია. მასალების შერჩევისა და მომზადების პროცესის თვალსაზრისით, ეს კვლევა დეტალურად აღწერს დეტექტორის მოსამზადებლად გამოყენებული INAS/INASSB T2SL მასალის ზრდის მეთოდსა და პროცესის პარამეტრებს. INAS/INASSB T2SL- ის შემადგენლობისა და სისქის დადგენა კრიტიკულია და საჭიროა პარამეტრის კორექტირება სტრესის ბალანსის მისაღწევად. გრძელი ტალღის ინფრაწითელი გამოვლენის კონტექსტში, იგივე მოჭრილი ტალღის სიგრძის მისაღწევად, როგორც INAS/GASB T2SL, საჭიროა სქელი INAS/INASSB T2SL ერთჯერადი პერიოდი. ამასთან, სქელი მონოციკლი იწვევს შთანთქმის კოეფიციენტის შემცირებას ზრდის მიმართულებით და T2SL- ში ხვრელების ეფექტური მასის ზრდით. დადგინდა, რომ SB კომპონენტის დამატებას შეუძლია მიაღწიოს უფრო გრძელი შემცირების ტალღის სიგრძეს, ერთჯერადი პერიოდის სისქის მნიშვნელოვნად გაზრდის გარეშე. ამასთან, SB- ს გადაჭარბებულმა კომპოზიციამ შეიძლება გამოიწვიოს SB ელემენტების განცალკევება.

ამიტომ, inas/inas0.5sb0.5 T2SL SB ჯგუფთან ერთად 0.5 შეირჩა APD– ის აქტიურ ფენაშიფოტოდეტექტორი. INAS/INASSB T2SL ძირითადად იზრდება GASB სუბსტრატებზე, ამიტომ გასათვალისწინებელია GASB- ის როლი შტამების მენეჯმენტში. არსებითად, დაძაბულობის წონასწორობის მიღწევა გულისხმობს სუპერლიგის საშუალო ნაკადის მუდმივად შედარებას ერთი პერიოდის განმავლობაში სუბსტრატის ცხრილის მუდმივთან. საერთოდ, ინასში დაძაბულობის შტამი ანაზღაურდება INASSB– ის მიერ დანერგილი კომპრესიული შტამით, რის შედეგადაც INASSB ფენა უფრო სქელია. ამ კვლევამ შეაფასა ზვავის ფოტომოდეტორის ფოტოელექტრული რეაგირების მახასიათებლები, მათ შორის სპექტრული რეაგირება, მუქი დენი, ხმაური და ა.შ., და დაადასტურა სტეპირებული გრადიენტული ფენის დიზაინის ეფექტურობა. გაანალიზებულია ზვავის ფოტომოდეტორის ზვავის გამრავლების ეფექტი, განხილულია გამრავლების ფაქტორსა და ინციდენტების მსუბუქი ენერგიისა და სხვა პარამეტრების ურთიერთობა.

ნახ. (ა) INAS/INASSB გრძელი ტალღის ინფრაწითელი APD ფოტომეტრის სქემატური დიაგრამა; (ბ) ელექტრო ველების სქემატური დიაგრამა APD ფოტოდექტორის თითოეულ ფენაში.