ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸው የፎቶ መመርመሪያዎች በ InGaAs ፎቶ መመርመሪያዎች ተዋውቀዋል

ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸው የፎቶ መመርመሪያዎች የሚቀርቡት በየInGaAs ፎቶዲቴክተሮች

ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸው የፎቶ መመርመሪያዎችበኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን መስክ በዋናነት III-V InGaAs ፎቶዲቴክተሮችን እና IV ሙሉ Si እና Ge/ን ያካትታሉ።ሲ ፎቶዲቴክተሮችየመጀመሪያው ለረጅም ጊዜ የበላይ ሆኖ የቆየ ባህላዊ የኢንፍራሬድ አቅራቢያ መመርመሪያ ሲሆን፣ የኋለኛው ደግሞ እየጨመረ የመጣ ኮከብ ለመሆን በሲሊኮን ኦፕቲካል ቴክኖሎጂ ላይ የተመሰረተ ሲሆን በቅርብ ዓመታት ውስጥ በዓለም አቀፍ የኦፕቶኤሌክትሮኒክስ ምርምር መስክ ውስጥ ተወዳጅ ቦታ ነው። በተጨማሪም፣ በፔሮቭስኪት፣ ኦርጋኒክ እና ባለ ሁለት ገጽታ ቁሶች ላይ የተመሰረቱ አዳዲስ መመርመሪያዎች በቀላል ማቀነባበሪያ፣ በጥሩ ተለዋዋጭነት እና ሊስተካከሉ በሚችሉ ባህሪያት ምክንያት በፍጥነት እያደጉ ናቸው። በእነዚህ አዳዲስ መመርመሪያዎች እና በቁሳዊ ባህሪያት እና በማኑፋክቸሪንግ ሂደቶች ውስጥ በባህላዊ ኦርጋኒክ ያልሆኑ ፎቶ መመርመሪያዎች መካከል ጉልህ ልዩነቶች አሉ። የፔሮቭስኪት መመርመሪያዎች እጅግ በጣም ጥሩ የብርሃን መምጠጥ ባህሪያት እና ቀልጣፋ የኃይል ማጓጓዣ አቅም አላቸው፣ የኦርጋኒክ ቁሶች መመርመሪያዎች በዝቅተኛ ዋጋቸው እና በተለዋዋጭ ኤሌክትሮኖች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ እና ባለ ሁለት ገጽታ ቁሶች መመርመሪያዎች በልዩ አካላዊ ባህሪያቸው እና ከፍተኛ ተሸካሚ ተንቀሳቃሽነት ምክንያት ብዙ ትኩረትን ስበዋል። ሆኖም፣ ከ InGaAs እና Si/Ge መመርመሪያዎች ጋር ሲነፃፀሩ፣ አዲሶቹ መመርመሪያዎች አሁንም በረጅም ጊዜ መረጋጋት፣ በማኑፋክቸሪንግ ብስለት እና ውህደት ረገድ መሻሻል አለባቸው።

InGaAs ከፍተኛ ፍጥነት እና ከፍተኛ ምላሽ ፎቶዲቴክተሮችን እውን ለማድረግ ተስማሚ ከሆኑ ቁሳቁሶች አንዱ ነው። በመጀመሪያ ደረጃ፣ InGaAs ቀጥተኛ የባንድ ክፍተት ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ ሲሆን የባንድ ክፍተት ስፋቱ በIn እና Ga መካከል ባለው ጥምርታ ሊስተካከል ይችላል ይህም የተለያዩ የሞገድ ርዝመት ያላቸው የኦፕቲካል ምልክቶችን መለየት ያስችላል። ከእነዚህም መካከል፣ In0.53Ga0.47As ከInP substrate lattice ጋር ፍጹም የተጣጣመ ሲሆን በኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን ባንድ ውስጥ ትልቅ የብርሃን መምጠጥ ኮፊሸንት አለው፣ ይህም በዝግጅት ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውለውፎቶ ጠቋሚዎች, እና የጨለማው የአሁኑ እና የምላሽ ሰጪነት አፈጻጸምም ምርጥ ናቸው። በሁለተኛ ደረጃ፣ የInGaAs እና የInP ቁሳቁሶች ሁለቱም ከፍተኛ የኤሌክትሮን ተንሸራታች ፍጥነት አላቸው፣ እና የተሞላው የኤሌክትሮን ተንሸራታች ፍጥነት 1 × 107 ሴ.ሜ/ሰ.ሜ አካባቢ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ፣ የInGaAs እና የInP ቁሳቁሶች በተወሰነ የኤሌክትሪክ መስክ ስር የኤሌክትሮን ፍጥነት ከመጠን በላይ ተኩስ ውጤት አላቸው። ከመጠን በላይ ተኩስ ፍጥነት በ4 × 107 ሴ.ሜ/ሰ እና 6 × 107 ሴ.ሜ/ሰ ሊከፈል ይችላል፣ ይህም ትልቅ የአገልግሎት ሰጪ የጊዜ ገደብ ያለው የመተላለፊያ ይዘት ለማሳካት ምቹ ነው። በአሁኑ ጊዜ፣ የInGaAs ፎቶዲቴክተር ለኦፕቲካል ግንኙነት በጣም ዋና የፎቶዲቴክተር ሲሆን የገጽታ ክስተት ማገናኛ ዘዴ በአብዛኛው በገበያ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና 25 Gbaud/s እና 56 Gbaud/s የገጽታ ክስተት ማወቂያ ምርቶች ተገኝተዋል። አነስተኛ መጠን፣ የኋላ ክስተት እና ትልቅ የመተላለፊያ ይዘት የወለል ክስተት ማወቂያዎችም ተዘጋጅተዋል፣ እነዚህም በዋናነት ለከፍተኛ ፍጥነት እና ለከፍተኛ ሙሌት አፕሊኬሽኖች ተስማሚ ናቸው። ሆኖም፣ የገጽታ ክስተት ምርመራ በማጣመር ሁነታው የተገደበ ሲሆን ከሌሎች የኦፕቶኤሌክትሮኒክ መሳሪያዎች ጋር ለመዋሃድ አስቸጋሪ ነው። ስለዚህ፣ የኦፕቶኤሌክትሮኒክ ውህደት መስፈርቶችን በማሻሻል፣ እጅግ በጣም ጥሩ አፈጻጸም እና ለውህደት ተስማሚ የሆኑ የዌቭጋይድ የተጣመሩ የInGaAs ፎቶዲቴክተሮች ቀስ በቀስ የምርምር ትኩረት ሆነዋል፣ ከእነዚህም መካከል የንግድ 70 GHz እና 110 GHz InGaAs ፎቶፕሮብ ሞጁሎች ሁሉም ማለት ይቻላል የዌቭጋይድ የተጣመሩ መዋቅሮችን ይጠቀማሉ። በተለያዩ የንጣፍ ቁሳቁሶች መሠረት፣ የዌቭጋይድ መጋጠሚያ የInGaAs ፎቶኤሌክትሪክ መፈተሻ በሁለት ምድቦች ሊከፈል ይችላል፡ InP እና Si። በInP substrate ላይ ያለው ኤፒታክሲያል ቁሳቁስ ከፍተኛ ጥራት ያለው እና ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸውን መሳሪያዎች ለማዘጋጀት የበለጠ ተስማሚ ነው። ሆኖም፣ በSi substrates ላይ የሚበቅሉ ወይም የሚጣበቁ የIII-V ቁሳቁሶች፣ የInGaAs ቁሳቁሶች እና በSi substrates መካከል ያሉ የተለያዩ አለመጣጣሞች በአንጻራዊ ሁኔታ ደካማ የሆነ ቁሳቁስ ወይም የበይነገጽ ጥራት ያስከትላሉ፣ እና የመሳሪያው አፈጻጸም አሁንም ለማሻሻል ትልቅ ቦታ አለው።