Den siste forskningen avskredfotodetektor
Infrarød deteksjonsteknologi er mye brukt innen militær rekognosering, miljøovervåking, medisinsk diagnose og andre felt. Tradisjonelle infrarøde detektorer har noen begrensninger i ytelse, for eksempel deteksjonsfølsomhet, responshastighet og så videre. InAs/InAsSb Klasse II supergitter (T2SL) materialer har utmerkede fotoelektriske egenskaper og avstemmingsevne, noe som gjør dem ideelle for langbølge infrarøde (LWIR) detektorer. Problemet med svak respons i langbølget infrarød deteksjon har vært en bekymring i lang tid, noe som i stor grad begrenser påliteligheten til elektroniske enhetsapplikasjoner. Selv om skredfotodetektor (APD fotodetektor) har utmerket responsytelse, den lider av høy mørk strøm under multiplikasjon.
For å løse disse problemene har et team fra University of Electronic Science and Technology of China vellykket designet en høyytelses Class II supergitter (T2SL) langbølget infrarød lavinefotodiode (APD). Forskerne brukte den nedre skrurekombinasjonshastigheten til InAs/InAsSb T2SL-absorberlaget for å redusere den mørke strømmen. Samtidig brukes AlAsSb med lav k-verdi som multiplikatorlaget for å undertrykke enhetsstøy og samtidig opprettholde tilstrekkelig forsterkning. Dette designet gir en lovende løsning for å fremme utviklingen av langbølget infrarød deteksjonsteknologi. Detektoren tar i bruk en trinnvis utforming, og ved å justere sammensetningsforholdet til InAs og InAsSb oppnås den jevne overgangen av båndstrukturen, og ytelsen til detektoren forbedres. Når det gjelder materialvalg og forberedelsesprosess, beskriver denne studien i detalj vekstmetoden og prosessparametrene til InAs/InAsSb T2SL-materiale som brukes til å klargjøre detektoren. Å bestemme sammensetningen og tykkelsen til InAs/InAsSb T2SL er kritisk og parameterjustering er nødvendig for å oppnå spenningsbalanse. I sammenheng med langbølget infrarød deteksjon, for å oppnå samme cut-off bølgelengde som InAs/GaSb T2SL, kreves det en tykkere InAs/InAsSb T2SL enkeltperiode. Imidlertid resulterer tykkere monocycle i en reduksjon i absorpsjonskoeffisienten i vekstretningen og en økning i den effektive massen av hull i T2SL. Det er funnet at tilsetning av Sb-komponent kan oppnå lengre avskjæringsbølgelengde uten å øke enkeltperiodetykkelsen betydelig. Imidlertid kan overdreven Sb-sammensetning føre til segregering av Sb-elementer.
Derfor ble InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL med Sb-gruppe 0.5 valgt som det aktive laget av APDfotodetektor. InAs/InAsSb T2SL vokser hovedsakelig på GaSb-substrater, så rollen til GaSb i belastningshåndtering må vurderes. I hovedsak innebærer å oppnå tøyningslikevekt å sammenligne den gjennomsnittlige gitterkonstanten til et supergitter i en periode med gitterkonstanten til underlaget. Vanligvis kompenseres strekkbelastningen i InAs av kompresjonstøyningen introdusert av InAsSb, noe som resulterer i et tykkere InAs-lag enn InAsSb-laget. Denne studien målte de fotoelektriske responskarakteristikkene til skredfotodetektoren, inkludert spektralrespons, mørk strøm, støy, etc., og verifiserte effektiviteten til utformingen av trinngradientlag. Skredmultiplikasjonseffekten til skredfotodetektoren analyseres, og forholdet mellom multiplikasjonsfaktoren og innfallende lyseffekt, temperatur og andre parametere diskuteres.
FIG. (A) Skjematisk diagram av InAs/InAsSb langbølget infrarød APD-fotodetektor; (B) Skjematisk diagram av elektriske felt ved hvert lag av APD-fotodetektor.
Innleggstid: Jan-06-2025