የየInGaAs ፎቶዲቴክተር
ከ1980ዎቹ ጀምሮ ተመራማሪዎች የInGaAs ፎቶዲቴክተሮችን አወቃቀር ሲያጠኑ ቆይተዋል፣ ይህም በሦስት ዋና ዋና ዓይነቶች ሊጠቃለል ይችላል፡- InGaAs የብረት ሴሚኮንዳክተር ብረትፎቶ ጠቋሚዎች(MSM-PD)፣ ኢንጋኤኤስየፒን ፎቶ ፈላጊዎች(ፒን-ፒዲ)፣ እና ኢንጋኤኤስየአቬላንች ፎቶዲቴክተሮች(APD-PD)። የተለያዩ መዋቅሮች ያሏቸው የInGaAs ፎቶዲቴክተሮች የምርት ሂደት እና ዋጋ ላይ ጉልህ ልዩነቶች አሉ፣ እንዲሁም በመሳሪያ አፈጻጸም ላይ ጉልህ ልዩነቶችም አሉ።
የInGaAs የብረት ሴሚኮንዳክተር የብረት ፎቶዲቴክተር መዋቅር ንድፍ ንድፍ በስዕሉ ላይ ይታያል፣ ይህም በሾትኪ መጋጠሚያ ላይ የተመሠረተ ልዩ መዋቅር ነው። በ1992፣ ሺ እና ሌሎችም የኤፒታክሲያል ንብርብሮችን ለማሳደግ እና የInGaAs MSM ፎቶዲቴክተሮችን ለማዘጋጀት ዝቅተኛ ግፊት ያለው የብረት ኦርጋኒክ ትነት ፋዝ ኤፒታክሲ (LP-MOVPE) ቴክኖሎጂን ተጠቅመዋል። መሣሪያው በ1.3 μm የሞገድ ርዝመት 0.42 A/W እና ከ5.6 pA/μm² በታች የሆነ ጨለማ ፍሰት በ1.5 V አለው። በ1996፣ ተመራማሪዎች ከፍተኛ የመቋቋም ባህሪያትን የሚያሳዩ የInAlAs InGaAs InP ኤፒታክሲያል ንብርብሮችን ለማሳደግ የጋዝ-ደረጃ ሞለኪውላዊ ጨረር ኤፒታክሲ (GSMBE) ተጠቅመዋል። የእድገት ሁኔታዎቹ በኤክስሬይ ዲፍራክሽን መለኪያዎች የተመቻቹ ሲሆን ይህም በ1 × 10⁻ ³ ክልል ውስጥ በInGaAs እና InAlAs ንብርብሮች መካከል ያለው የላቲስ አለመመጣጠን አስከትሏል። በዚህም ምክንያት የመሳሪያው አፈፃፀም ተሻሽሏል፣ በ10 ቮልት ከ0.75 pA/μm² ያነሰ የጨለማ ፍሰት እና በ5 ቮልት ፈጣን የ16 ps ጊዜያዊ ምላሽ። በአጠቃላይ፣ የኤምኤስኤም መዋቅር ፎቶዲቴክተር ቀላል እና ለማዋሃድ ቀላል መዋቅር አለው፣ ዝቅተኛ የጨለማ ፍሰት (pA ደረጃ) ያሳያል፣ ነገር ግን የብረት ኤሌክትሮድ የመሳሪያውን ውጤታማ የብርሃን መምጠጥ ቦታ ይቀንሳል፣ ይህም ከሌሎች መዋቅሮች ጋር ሲነጻጸር ዝቅተኛ ምላሽ ይሰጣል።
የInGaAs ፒን ፎቶዲቴክተር በስዕሉ ላይ እንደሚታየው በP-type contact layer እና በN-type contact layer መካከል የገባ ውስጣዊ ንብርብር አለው፣ ይህም የመሟሟት ክልል ስፋትን ይጨምራል፣ በዚህም ተጨማሪ የኤሌክትሮን ቀዳዳ ጥንዶችን ያበራል እና ትልቅ የፎቶ ጅረት ይፈጥራል፣ በዚህም እጅግ በጣም ጥሩ የኤሌክትሮኒክስ conductivity ያሳያል። እ.ኤ.አ. በ2007 ተመራማሪዎች ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያለው የቋት ንብርብሮችን ለማሳደግ MBE ተጠቅመዋል፣ የገጽታ ሸካራነትን ያሻሽላሉ እና በSi እና InP መካከል ያለውን የላቲስ አለመመጣጠን ያሸንፋሉ። የInGaAs ፒን መዋቅሮችን በINP substrates ላይ MOCVDን በመጠቀም አዋህደዋል፣ እና የመሳሪያው ምላሽ በግምት 0.57 A/W ነበር። እ.ኤ.አ. በ2011 ተመራማሪዎች ለማሰስ፣ ለመሰናክል/ግጭት ለማስወገድ እና ትናንሽ ሰው የሌላቸውን የመሬት ተሽከርካሪዎች ኢላማ ለመለየት/ለይቶ ለማወቅ አጭር ርቀት ያለው የLiDAR ምስል መሳሪያ ለማዘጋጀት የፒን ፎቶዲቴክተሮችን ተጠቅመዋል። መሳሪያው ከዝቅተኛ ዋጋ ካለው ማይክሮዌቭ ማጉያ ቺፕ ጋር ተዋህዷል፣ ይህም የInGaAs ፒን ፎቶዲቴክተሮችን የምልክት-ወደ-ጫጫታ ጥምርታ በእጅጉ አሻሽሏል። በዚህ መሠረት፣ በ2012 ተመራማሪዎች ይህንን የLiDAR ምስል መሳሪያ ለሮቦቶች ተግባራዊ አድርገዋል፣ ከ50 ሜትር በላይ የሆነ የመለየት ክልል እና ጥራቱ ወደ 256 × 128 አድጓል።
የInGaAs የአቬላንች ፎቶዲቴክተር በመዋቅሩ ዲያግራም ላይ እንደሚታየው ከትርፍ ጋር የፎቶዲቴክተር አይነት ነው። የኤሌክትሮን ቀዳዳ ጥንዶች በእጥፍ ክልል ውስጥ ባለው የኤሌክትሪክ መስክ ተግባር ስር በቂ ኃይል ያገኛሉ፣ እና ከአቶሞች ጋር ይጋጫሉ እና አዳዲስ የኤሌክትሮን ቀዳዳ ጥንዶችን ይፈጥራሉ፣ የአቬላንች ውጤት ይፈጥራሉ እና በቁሳቁሱ ውስጥ የማይመጣጠን የቻርጅ ተሸካሚዎችን በእጥፍ ይጨምራሉ። እ.ኤ.አ. በ2013፣ ተመራማሪዎች በInP ንጣፎች ላይ የሚዛመዱ የInGaAs እና InAlAs ቅይጥዎችን ለማሳደግ MBE ን ተጠቅመዋል፣ በቀለም ስብጥር፣ በኤፒታክሲያል ንብርብር ውፍረት እና በዶፒንግ ለውጦች አማካኝነት ተሸካሚ ኃይልን በመቀየር የኤሌክትሮሾክ አዮኒዜሽንን ከፍ በማድረግ የቀዳዳ አዮኒዜሽንን ይቀንሳል። በተመጣጣኝ የውጤት ምልክት ትርፍ ስር፣ APD ዝቅተኛ ድምጽ እና ዝቅተኛ ጨለማ ጅረት ያሳያል። እ.ኤ.አ. በ2016፣ ተመራማሪዎች በInGaAs የአቬላንች ፎቶዲቴክተሮች ላይ የተመሠረተ 1570 nm የሌዘር አክቲቭ ኢሜጂንግ የሙከራ መድረክ ገንብተዋል። የውስጣዊ ዑደትየኤፒዲ ፎቶዲተርኤሌክትሮዶችን ተቀብሎ በቀጥታ ዲጂታል ምልክቶችን በማውጣት መላውን መሣሪያ የታመቀ ያደርገዋል። የሙከራ ውጤቶቹ በምስል (መ) እና (ሠ) ውስጥ ይታያሉ። ምስል (መ) የምስል ኢላማው አካላዊ ፎቶ ሲሆን ምስል (ሠ) ደግሞ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ የርቀት ምስል ነው። በዞን ሲ ውስጥ ያለው የመስኮት ስፋት ከዞኖች A እና B የተወሰነ የጥልቀት ርቀት እንዳለው በግልጽ ማየት ይቻላል። ይህ መድረክ ከ10 ns በታች የሆነ የልብ ምት ስፋት፣ ሊስተካከል የሚችል ነጠላ የልብ ምት ኃይል (1-3) mJ፣ ለማስተላለፊያ እና ለመቀበያ ሌንሶች 2 ° የእይታ አንግል፣ 1 kHz የመደጋገም ፍጥነት እና በግምት 60% የሆነ የመመርመሪያ ግዴታ ዑደት ያስገኛል። ለውስጣዊ የፎቶ ጅረት መጨመር፣ ፈጣን ምላሽ፣ የታመቀ መጠን፣ ዘላቂነት እና የ APD ዝቅተኛ ዋጋ ምስጋና ይግባውና የ APD ፎቶ መመርመሪያዎች ከፒን ፎቶ መመርመሪያዎች አንድ የመጠን ቅደም ተከተል ከፍ ያለ የመለየት ፍጥነት ማግኘት ይችላሉ። ስለዚህ በአሁኑ ጊዜ ዋናው የሌዘር ራዳር በዋናነት የአቬላንች ፎቶ መመርመሪያዎችን ይጠቀማል።
የፖስታ ሰዓት፡ የካቲት-11-2026