LABURPENA: Avalanche fotodetektorearen oinarrizko egitura eta lan printzipioa (APD fotodetektorea) Sartu dira, gailuaren egituraren bilakaera prozesua aztertzen da, egungo ikerketa-egoera laburbiltzen da eta APDaren etorkizuneko garapena prospektiboak aztertzen dira.
1. Sarrera
Photodetector argi seinaleak seinale elektriko bihurtzen dituen gailua da. AErdieroaleen fotodetektorea, Argazki-fotogramak hunkituta dagoen argazki sortzaileak kanpoko zirkuituan sartzen du aplikatu gabeko tentsioaren azpian eta fotojubirentibo neurgarria osatzen du. Nahiz eta gehieneko erantzunkizunean, pin fotodiodoak gehienetan elektroi-zulo bikote pare bat sor ditzake, barneko irabazirik gabeko gailua baita. Erantzun handiagoa lortzeko, avalanche fotodiodo (APD) erabil daiteke. APDaren anplifikazio efektua fotocurrentean ionization talka efektuan oinarritzen da. Zenbait baldintzetan, azeleratutako elektroiek eta zuloek energia nahikoa lor dezakete sarkilearekin talka egiteko elektroi-zulo bikote berri bat ekoizteko. Prozesu hau kate erreakzioa da, beraz, xurgapen arinak sortutako elektroi-zulo bikoteek elektroi-zulo bikote ugari sor ditzakete eta bigarren mailako fotokurrentura handi bat sor dezakete. Hori dela eta, APDk erantzunkizun eta barneko gehikuntza handia du, gailuaren zarataren arteko zarataren erlazioa hobetzen duena. APD batez ere distantzia luzeko edo zuntz optikoko komunikazio sistema txikienetan erabiliko da jasotako potentzia optikoan beste mugekin. Gaur egun, gailu optikoko aditu asko oso baikorrak dira APDren etorkizunak direla eta, eta uste dute APD ikerketa beharrezkoa dela erlazionatutako arloen nazioarteko lehiakortasuna hobetzeko.
2. Garapen teknikoaAvalanche fotodetektorea(APD fotodetetorea)
2.1 Materialak
(1)Si fotodetector
SI Materialen teknologia mikroelektronikaren arloan oso erabilia den teknologia heldua da, baina ez da egokia komunikazio optikoen arloan onartzen diren 1,31mm eta 1,55 mm-ko gailuak prestatzeko.
(2) GE
GE APD-ren erantzun espektroak zuntz optikoko transmisioan galera baxua eta sakabanaketa baxua eskatzeko egokia den arren, zailtasun handiak daude prestaketa prozesuan. Gainera, GEren elektroi eta zuloaren ionizazio tasaren ratioa gertu dago () 1, beraz zaila da errendimendu handiko APD gailuak prestatzea.
(3) in0.53GA0.47AS / INP
Metodo eraginkorra da IN0.53GA0.47As APD eta Inp-en argi xurgapen geruza gisa aukeratzeko. In0.53GA0.47AS materialaren xurgapen-gailurra 1,65 mm da, 1,31mm, 1,55mm uhin-luzera 104cm-1 xurgapen koefiziente handia da, hau da, gaur egungo detektagailu argiaren xurgapen geruza da.
(4)INGAAS Fotodetector/ Barrufotodetector
Ingaasp geruza xurgatzeko geruza eta lizka biderkatzaile gisa hautatuta, 1-1,4mm-ko erantzunaren uhin luzera duen APDa, eraginkortasun kuantiko handia, korronte baxua eta altu handiko lorategia presta daiteke. Aleazio osagai desberdinak hautatuta, uhin-luzera zehatzetarako errendimendu onena lortzen da.
(5) Ingaas / Inalas
IN0.52AL0.48AS Materialak banda hutsunea du (1.47ev) eta ez du xurgatzen 1,55 mm-ko uhin-luzera. Badira frogak, 0,52Al0.48as epitaxial geruza meheak Hobeto lor ditzakeela Inp-ek baino ezaugarri hobeak lor ditzakeela elektroi injekzio hutsaren baldintza gisa.
(6) Ingaas / Ingaas (P) / Inalas eta Inalasek / Inal (AL) Gaas / Inalas
Materialen ionizazio tasa Eragina APDaren errendimendua eragiten duen faktore garrantzitsua da. Emaitzek erakusten dute biderkatzaile geruzaren talkaren ionizazio tasa Ingaas (P) / Inalas eta (AL) Gaas / Inalas Superlattice egituretan sartuz. Superlatiziaren egitura erabiliz, talde ingeniaritza eShin-en etengabeko etetea kontrolatu dezake eroale-bandaren eta Valentziako banda balioen artean, eta ziurtatu eroalen etenaldia Valence Band etengabeko etenaldia baino handiagoa dela (δec >> δEV). Ingaas Bulk Materialekin alderatuta, Ingaas / Inalas Quantum Putzu elektroi ionizazio tasa (A) nabarmen handitu da eta elektroiek eta zuloek energia gehigarria lortzen dute. ΔEC >> δev, espero daiteke elektroiek lortutako energia elektroi ionizazio tasa handitzen dela zuloen energia ionizazio tasa (B) zuloen energiaren ekarpena baino. Ionizazio tasa ionizazio tasa gehitzen da elektroi ionizazio tasa erlazioa (k). Hori dela eta, irabazi-banda zabalera handiko produktua (GBW) eta zarata baxuko errendimendua lor daiteke superlatte egiturak aplikatuz. Hala ere, INGAAS / INALASek ondo kuantikoa ondo egituratzeko APDa, k balioa handitu dezakeena, zaila da hartzaile optikoetan aplikatzea. Izan ere, erantzun ahalik eta erantzukizun maximoa eragiten duen faktore biderkatzailea korronte ilunak mugatzen du, ez zarata biderkatzailea. Egitura honetan, gaur egun, iluntasuneko tunelaren efektuak tunelen tunelaren eraginez sortzen da, beraz, banda zabaleko hutsuneak sartzeak, hala nola, ingaasp edo inalgaas, Ingaas-en ordez, ondoko egituraren ondoko geruza da korronte iluna ezabatzeko.
Posta: 2012ko azaroaren 13a