Azken ikerketakelur-jausien fotodetektagailua
Infragorri detekzio teknologia oso erabilia da aitortza militarrean, ingurumenaren monitorizazioan, diagnostiko medikoan eta beste arlo batzuetan. Infragorri detektagailu tradizionalek muga batzuk dituzte errendimenduan, hala nola detekzio sentsibilitatea, erantzun abiadura eta abar. InAs/InAsSb II. mailako supersare (T2SL) materialek propietate fotoelektriko eta sintonizagarritasun bikainak dituzte, eta horrek aproposak bihurtzen ditu uhin luzeko infragorri (LWIR) detektagailuetarako. Uhin luzeko infragorri detekzioan erantzun ahularen arazoa kezkagarria izan da denbora luzez, eta horrek gailu elektronikoen aplikazioen fidagarritasuna asko mugatzen du. Elur-jausien fotodetektagailuak (APD fotodetektagailua) erantzun-errendimendu bikaina du, biderketa zehar iluntasun-korronte handia jasaten du.
Arazo hauek konpontzeko, Txinako Zientzia eta Teknologia Elektronikoko Unibertsitateko talde batek arrakastaz diseinatu du II. Klaseko supersare (T2SL) uhin luzeko infragorri elur-jausi fotodiodo (APD) bat. Ikertzaileek InAs/InAsSb T2SL xurgatzaile geruzaren birkonbinazio-tasa baxuagoa erabili dute korronte iluna murrizteko. Aldi berean, k balio baxua duen AlAsSb biderkatzaile geruza gisa erabiltzen da gailuaren zarata kentzeko, irabazi nahikoa mantenduz. Diseinu honek irtenbide itxaropentsua eskaintzen du uhin luzeko infragorri detekzio teknologiaren garapena sustatzeko. Detektagailuak mailakatutako diseinua hartzen du, eta InAs eta InAsSb-ren konposizio-erlazioa doituz, banda-egituraren trantsizio leuna lortzen da eta detektagailuaren errendimendua hobetzen da. Materialen hautaketa eta prestaketa prozesuari dagokionez, ikerketa honek zehatz-mehatz deskribatzen ditu detektagailua prestatzeko erabilitako InAs/InAsSb T2SL materialaren hazkuntza-metodoa eta prozesu-parametroak. InAs/InAsSb T2SL-ren konposizioa eta lodiera zehaztea funtsezkoa da eta parametroen doikuntza beharrezkoa da tentsio-oreka lortzeko. Uhin luzeko infragorri detekzioan, InAs/GaSb T2SL-ren ebakidura-uhin bera lortzeko, InAs/InAsSb T2SL periodo bakarreko lodiagoa behar da. Hala ere, monoziklo lodiago batek xurgapen-koefizientea gutxitzea eta T2SL-ko zuloen masa eraginkorra handitzea dakar. Ikusi da Sb osagaia gehitzeak ebakidura-uhin luzeagoa lor dezakeela periodo bakarreko lodiera nabarmen handitu gabe. Hala ere, Sb konposizio gehiegiak Sb elementuen segregazioa ekar dezake.
Beraz, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL hautatu zen Sb 0.5 taldearekin APDren geruza aktibo gisa.fotodetektagailuInAs/InAsSb T2SL batez ere GaSb substratuetan hazten da, beraz, GaSb-k tentsioaren kudeaketan duen eginkizuna kontuan hartu behar da. Funtsean, tentsio-oreka lortzeko, supersare baten batez besteko sare-konstantea periodo batez substratuaren sare-konstantearekin alderatzea dakar. Oro har, InAs-ko trakzio-tentsioa InAsSb-k sartutako konpresio-tentsioak konpentsatzen du, eta horrek InAsSb geruza baino InAs geruza lodiagoa sortzen du. Ikerketa honek elur-jausi fotodetektagailuaren erantzun fotoelektrikoaren ezaugarriak neurtu ditu, erantzun espektrala, korronte iluna, zarata, etab. barne, eta gradiente mailakatuko geruzaren diseinuaren eraginkortasuna egiaztatu du. Elur-jausi fotodetektagailuaren elur-jausi biderketa-efektua aztertzen da, eta biderketa-faktorearen eta erasileko argi-potentziaren, tenperaturaren eta beste parametro batzuen arteko erlazioa eztabaidatzen da.
IRUDIA. (A) InAs/InAsSb uhin luzeko infragorri APD fotodetektagailuaren eskema; (B) APD fotodetektagailuaren geruza bakoitzeko eremu elektrikoen eskema.
Argitaratze data: 2025eko urtarrilaren 6a