የአቬላንች ፎቶዲቴክተር የቅርብ ጊዜ ጥናት

የቅርብ ጊዜ ጥናት እ.ኤ.አ.የአቬላንች ፎቶዲቴክተር

የኢንፍራሬድ ማወቂያ ቴክኖሎጂ በወታደራዊ ስካነሪ፣ በአካባቢ ክትትል፣ በሕክምና ምርመራ እና በሌሎች መስኮች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። ባህላዊ የኢንፍራሬድ ማወቂያዎች እንደ ማወቂያ ስሜታዊነት፣ የምላሽ ፍጥነት እና የመሳሰሉት ባሉ የአፈጻጸም ገደቦች አሏቸው። InAs/InAsSb Class II ሱፐርላቲስ (T2SL) ቁሳቁሶች እጅግ በጣም ጥሩ የፎቶኤሌክትሪክ ባህሪያት እና ማስተካከያዎች ስላሏቸው ለረጅም ሞገድ ኢንፍራሬድ (LWIR) ማወቂያዎች ተስማሚ ያደርጋቸዋል። በረጅም ሞገድ ኢንፍራሬድ ማወቂያ ውስጥ ደካማ ምላሽ ችግር ለረጅም ጊዜ አሳሳቢ ጉዳይ ሲሆን ይህም የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያ አፕሊኬሽኖችን አስተማማኝነት በእጅጉ ይገድባል። ምንም እንኳን የበረዶ ፎቶ ማወቂያ (የኤፒዲ ፎቶዲተር) እጅግ በጣም ጥሩ የምላሽ አፈጻጸም አለው፣ በማባዛት ጊዜ ከፍተኛ የጨለማ ፍሰት ይሠቃያል።

እነዚህን ችግሮች ለመፍታት፣ ከቻይና የኤሌክትሮኒክስ ሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ዩኒቨርሲቲ የተውጣጣ ቡድን ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው ክፍል II ሱፐርላቲስ (T2SL) ረጅም ሞገድ ያለው የኢንፍራሬድ አቬላንቼ ፎቶዲዮድ (APD) በተሳካ ሁኔታ ነድፏል። ተመራማሪዎቹ የጨለማውን ፍሰት ለመቀነስ የInAs/InAsSb T2SL መምጠጥ ንብርብር ዝቅተኛውን የ auger recombination መጠን ተጠቅመዋል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ በቂ ትርፍ በመጠበቅ የመሳሪያውን ድምጽ ለማፈን ዝቅተኛ k እሴት ያለው AlAsSb እንደ ማባዣ ንብርብር ጥቅም ላይ ይውላል። ይህ ዲዛይን የረጅም ሞገድ ኢንፍራሬድ ማወቂያ ቴክኖሎጂን እድገት ለማሳደግ ተስፋ ሰጪ መፍትሄ ይሰጣል። መርማሪው ደረጃ በደረጃ የተደረደረ ዲዛይን ይቀበላል፣ እና የInAs እና InAsSb የውህደት ጥምርታን በማስተካከል የባንድ መዋቅር ለስላሳ ሽግግር ይደረጋል፣ እና የመለየቱ አፈፃፀም ይሻሻላል። በቁሳቁስ ምርጫ እና በዝግጅት ሂደት ረገድ፣ ይህ ጥናት መርማሪውን ለማዘጋጀት ጥቅም ላይ የዋለውን የInAs/InAsSb T2SL ቁሳቁስ የእድገት ዘዴ እና የሂደት መለኪያዎችን በዝርዝር ይገልጻል። የInAs/InAsSb T2SL ቅንብር እና ውፍረት መወሰን ወሳኝ ነው እና የጭንቀት ሚዛን ለማግኘት የፓራሜትር ማስተካከያ ያስፈልጋል። በረጅም ሞገድ ኢንፍራሬድ ማወቂያ አውድ ውስጥ፣ ልክ እንደ InAs/GaSb T2SL ተመሳሳይ የመቁረጥ ሞገድ ለማግኘት፣ ወፍራም InAs/InAsSb T2SL ነጠላ ጊዜ ያስፈልጋል። ሆኖም፣ ወፍራም ሞኖሳይክል በእድገት አቅጣጫ የመምጠጥ ኮፊሸንት መቀነስ እና በT2SL ውስጥ ውጤታማ የሆኑ የቀዳዳዎች ብዛት መጨመርን ያስከትላል። የSb አካል መጨመር የአንድ ጊዜ ውፍረት በከፍተኛ ሁኔታ ሳይጨምር ረዘም ያለ የመቁረጥ ሞገድ ርዝመት ሊያገኝ እንደሚችል ተገኝቷል። ሆኖም፣ ከመጠን በላይ የSb ቅንብር የSb አባላትን ወደ መለያየት ሊያመራ ይችላል።

ስለዚህ፣ InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL ከ Sb ቡድን 0.5 ጋር እንደ APD ንቁ ንብርብር ተመርጧል።ፎቶዲቴክተር. InAs/InAsSb T2SL በዋናነት በGaSb ንጣፎች ላይ ይበቅላል፣ ስለዚህ የGaSb በጭንቀት አስተዳደር ውስጥ ያለው ሚና ግምት ውስጥ መግባት አለበት። በመሠረቱ፣ የውጥረት ሚዛንን ማሳካት የአንድ ሱፐርላቲስ አማካይ የላቲስ ቋሚን ለአንድ ጊዜ ከንጣፉ የላቲስ ቋሚ ጋር ማወዳደርን ያካትታል። በአጠቃላይ፣ በInAs ውስጥ ያለው የውጥረት ውጥረት በInAsSb በቀረበው የመጭመቂያ ውጥረት ይካሳል፣ ይህም ከInAsSb ንብርብር የበለጠ ወፍራም InAs ንብርብር ያስከትላል። ይህ ጥናት የአቫላንች ፎቶዲቴክተር የፎቶኤሌክትሪክ ምላሽ ባህሪያትን ለክቷል፣ ይህም የስፔክትራል ምላሽ፣ የጨለማ ጅረት፣ ጫጫታ፣ ወዘተ.ን ጨምሮ፣ እና የደረጃውን የግራዲየንት ንብርብር ዲዛይን ውጤታማነት አረጋግጧል። የአቫላንች ፎቶዲቴክተር የአቫላንች ማባዛት ውጤት ተተነተነ፣ እና በማባዛት ምክንያት እና በክስተቱ የብርሃን ኃይል፣ የሙቀት መጠን እና ሌሎች መለኪያዎች መካከል ያለው ግንኙነት ተብራርቷል።

ምስል (ሀ) የInAs/InAsSb ረጅም-ሞገድ ኢንፍራሬድ APD ፎቶዲቴክተር ንድፍ ንድፍ፤ (ለ) በእያንዳንዱ የAPD ፎቶዲቴክተር ንብርብር ላይ የኤሌክትሪክ መስኮች ንድፍ ንድፍ ንድፍ።