ren azken ikerketaelur-jausi fotodetektagailua
Infragorriak detektatzeko teknologia oso erabilia da ezagutze militarrean, ingurumenaren monitorizazioan, diagnostiko medikoan eta beste esparru batzuetan. Infragorri detektagailu tradizionalek errendimenduan muga batzuk dituzte, hala nola detekzio-sentsibilitatea, erantzun-abiadura eta abar. InAs/InAsSb Class II supersare (T2SL) materialek propietate fotoelektriko eta sintonizagarri bikainak dituzte, uhin luzeko infragorrien (LWIR) detektagailuetarako aproposa da. Uhin luze infragorrien detekzioan erantzun ahulen arazoa kezkagarria da aspalditik, eta horrek asko mugatzen du gailu elektronikoen aplikazioen fidagarritasuna. Nahiz eta elur-jausi fotodetektagailua (APD fotodetektagailua) erantzun errendimendu bikaina du, biderkatzerakoan korronte ilun handia jasaten du.
Arazo horiek konpontzeko, Txinako Zientzia eta Teknologia Elektronikoko Unibertsitateko talde batek errendimendu handiko II Klase supersare (T2SL) uhin luzeko infragorri elur-jausi fotodiodoa (APD) arrakastaz diseinatu du. Ikertzaileek InAs/InAsSb T2SL xurgatzailearen geruzaren birkonbinazio-tasa txikiagoa erabili zuten korronte iluna murrizteko. Aldi berean, k balio baxuko AlAsSb geruza biderkatzaile gisa erabiltzen da gailuaren zarata kentzeko irabazi nahikoa mantenduz. Diseinu honek irtenbide itxaropentsua eskaintzen du uhin luzeko infragorrien detektatzeko teknologiaren garapena sustatzeko. Detektagailuak mailakako diseinu mailakatua hartzen du, eta InAs eta InAsSb-en konposizio-erlazioa egokituz, banda-egituraren trantsizio leuna lortzen da eta detektagailuaren errendimendua hobetzen da. Materiala aukeratzeko eta prestatzeko prozesuari dagokionez, ikerketa honek detektagailua prestatzeko erabilitako InAs/InAsSb T2SL materialaren hazkuntza-metodoa eta prozesu-parametroak zehatz-mehatz deskribatzen ditu. InAs/InAsSb T2SLren konposizioa eta lodiera zehaztea funtsezkoa da eta parametroen doikuntza behar da estresaren oreka lortzeko. Uhin luzeko infragorrien detekzioaren testuinguruan, InAs/GaSb T2SL-ren ebaki-luzera berdina lortzeko, InAs/InAsSb T2SL aldi bakar lodiagoa behar da. Hala ere, monoziklo lodiagoak hazkundearen norabidean xurgapen koefizientea gutxitzen du eta T2SLn zuloen masa eraginkorra handitzen da. Sb osagaia gehitzeak ebaketa-uhin luzera handiagoa lor dezakeela aldi bakarreko lodiera nabarmen handitu gabe. Hala ere, gehiegizko Sb konposizioak Sb elementuen bereizketa ekar dezake.
Hori dela eta, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL Sb 0.5 taldearekin APDren geruza aktibo gisa hautatu zenfotodetektagailua. InAs/InAsSb T2SL batez ere GaSb substratuetan hazten da, beraz, GaSb-k tentsioen kudeaketan duen eginkizuna kontuan hartu behar da. Funtsean, tentsio-oreka lortzeak aldi baterako supersare baten batez besteko sare-konstantea substratuaren sare-konstantearekin alderatzea dakar. Orokorrean, InAs-en trakzio-tentsioa InAsSb-k sartutako konpresio-tentsioarekin konpentsatzen da, eta ondorioz InAsSb geruza baino InAs geruza lodiagoa da. Azterketa honek elur-jausi fotodetektagailuaren erantzun fotoelektrikoaren ezaugarriak neurtu ditu, erantzun espektrala, korronte iluna, zarata, etab. barne, eta mailakaturiko geruzaren diseinuaren eraginkortasuna egiaztatu du. Elur-jausi fotodetektagailuaren elur-jausien biderkatze-efektua aztertzen da, eta biderketa-faktorearen eta argi-potentzia, tenperatura eta beste parametro batzuen arteko erlazioa eztabaidatzen da.
IRUDIA. (A) InAs/InAsSb uhin luzeko infragorrien APD fotodetektagailuaren diagrama eskematikoa; (B) APD fotodetektagailuaren geruza bakoitzean eremu elektrikoen diagrama eskematikoa.
Argitalpenaren ordua: 2025-06-06