Abiadura handiko fotodetektagailuak aurkezten diraInGaAs fotodetektagailuak
Abiadura handiko fotodetektagailuakkomunikazio optikoaren arloan, nagusiki, III-V InGaAs fotodetektagailuak eta IV osoa Si eta Ge/Bai fotodetektagailuak. Lehenengoa infragorri hurbileko detektagailu tradizionala da, denbora luzez nagusi izan dena, eta bigarrena, berriz, siliziozko teknologia optikoan oinarritzen da goranzko izar bihurtzeko, eta azken urteotan nazioarteko optoelektronikaren alorreko puntu beroa da. Horrez gain, perovskita, organiko eta bi dimentsioko materialetan oinarritutako detektagailu berriak azkar garatzen ari dira, prozesatzeko errazaren, malgutasun onaren eta ezaugarri sintonizagarrien abantailengatik. Detektagailu berri horien eta fotodetektagailu ez-organiko tradizionalen artean desberdintasun handiak daude materialaren propietateetan eta fabrikazio prozesuetan. Perovskita detektagailuek argia xurgatzeko ezaugarri bikainak eta karga garraiatzeko ahalmen eraginkorra dituzte, material organikoen detektagailuak oso erabiliak dira kostu baxuko eta elektroi malguengatik, eta bi dimentsioko materialen detektagailuek arreta handia erakarri dute beren propietate fisiko bereziengatik eta garraiolari mugikortasun handiagatik. Hala ere, InGaAs eta Si/Ge detektagailuekin alderatuta, detektagailu berriak oraindik hobetu behar dira epe luzeko egonkortasunari, fabrikazioaren heldutasunari eta integrazioari dagokionez.
InGaAs abiadura handiko eta erantzun handiko fotodetektagailuak egiteko material aproposetako bat da. Lehenik eta behin, InGaAs banda-gap zuzeneko material erdieroalea da, eta bere banda-zabalera In eta Ga-ren arteko erlazioaren bidez erregula daiteke uhin-luzera ezberdinetako seinale optikoak detektatzeko. Horien artean, In0.53Ga0.47As ezin hobeto egokitzen da InP-ren substratu-sarearekin, eta komunikazio optikoko bandan argia xurgatzeko koefiziente handia du, hau da, gehien erabiltzen dena prestatzeko.fotodetektagailuak, eta korronte iluna eta sentikortasunaren errendimendua ere onenak dira. Bigarrenik, InGaAs eta InP materialek elektroien desbideratze-abiadura handia dute, eta elektroien desbideratze-abiadura saturatua 1 × 107 cm/s ingurukoa da. Aldi berean, InGaAs eta InP materialek elektroien abiadura gainditze efektua dute eremu elektriko espezifikoan. Gaintze-abiadura 4 × 107cm/s eta 6 × 107cm/s-tan bana daiteke, eta horrek denbora mugatutako banda-zabalera handiago bat lortzeko lagungarria da. Gaur egun, InGaAs fotodetektagailua komunikazio optikorako fotodetektagailu nagusiena da, eta gainazaleko intzidentzia akoplatzeko metodoa gehienbat merkatuan erabiltzen da, eta 25 Gbaud/s eta 56 Gbaud/s gainazaleko intzidentzia detektatzeko produktuak gauzatu dira. Tamaina txikiagoa, atzeko intzidentzia eta banda zabalera handiko gainazaleko intzidentzia detektagailuak ere garatu dira, batez ere abiadura handiko eta saturazio handiko aplikazioetarako egokiak direnak. Hala ere, gainazaleko gorabehera-zunda bere akoplamendu moduagatik mugatuta dago eta zaila da beste gailu optoelektronikoekin integratzea. Hori dela eta, integrazio optoelektronikoaren eskakizunen hobekuntzarekin, uhin-gida akoplatutako InGaAs fotodetektagailuak errendimendu bikaina eta integraziorako egokiak izan dira pixkanaka ikerketaren ardatza, eta horien artean, 70 GHz eta 110 GHz InGaAs fotozundako modulu komertzialak ia guztiak uhin-gida akoplatutako egiturak erabiltzen dituzte. Substratu-material desberdinen arabera, InGaAs zunda fotoelektrikoa uhin-gida-akoplamendua bi kategoriatan bana daiteke: InP eta Si. InP substratuko material epitaxialak kalitate handia du eta errendimendu handiko gailuak prestatzeko egokia da. Hala ere, III-V materialen, InGaAs materialen eta Si substratuetan hazitako edo loturiko Si substratuen arteko desadostasun ezberdinek material edo interfazearen kalitate nahiko eskasa dakar, eta gailuaren errendimenduak oraindik ere hobetzeko aukera handia du.
Argitalpenaren ordua: 2024-12-31