Het nieuwste onderzoek vanlawine fotodetector
Infrarooddetectietechnologie wordt veel gebruikt in militaire verkenning, omgevingsmonitoring, medische diagnose en andere gebieden. Traditionele infrarooddetectoren hebben enkele beperkingen in prestaties, zoals detectiegevoeligheid, reactiesnelheid, enzovoort. InAs/InAsSb klasse II superrooster (T2SL) materialen hebben uitstekende foto-elektrische eigenschappen en zijn makkelijk in te stellen, waardoor ze ideaal zijn voor detectoren met langgolvige infraroodstraling (LWIR). Het probleem van een zwakke respons bij langgolvige infrarooddetectie is al lange tijd een punt van zorg, wat de betrouwbaarheid van elektronische apparaten aanzienlijk beperkt. Hoewel lawinefotodetector (APD-fotodetector) heeft een uitstekende responsprestatie, maar heeft last van een hoge donkerstroom tijdens de vermenigvuldiging.
Om deze problemen op te lossen, heeft een team van de Universiteit voor Elektronische Wetenschap en Technologie in China met succes een hoogwaardige klasse II superrooster (T2SL) langgolvige infrarood lawinefotodiode (APD) ontworpen. De onderzoekers gebruikten de lagere avegaarrecombinatiesnelheid van de InAs/InAsSb T2SL-absorberlaag om de donkerstroom te verminderen. Tegelijkertijd wordt AlAsSb met een lage k-waarde gebruikt als vermenigvuldigingslaag om apparaatruis te onderdrukken met behoud van voldoende versterking. Dit ontwerp biedt een veelbelovende oplossing voor de ontwikkeling van technologie voor langgolvige infrarooddetectie. De detector maakt gebruik van een getrapt ontwerp en door de samenstellingsverhouding van InAs en InAsSb aan te passen, wordt een soepele overgang van de bandstructuur bereikt en worden de prestaties van de detector verbeterd. Wat betreft materiaalkeuze en voorbereidingsproces, beschrijft deze studie in detail de groeimethode en procesparameters van het InAs/InAsSb T2SL-materiaal dat gebruikt is voor de voorbereiding van de detector. Het bepalen van de samenstelling en dikte van InAs/InAsSb T2SL is cruciaal en parameteraanpassing is vereist om een spanningsbalans te bereiken. In de context van langgolvige infrarooddetectie is een dikkere InAs/InAsSb T2SL-monocyclus met één periode vereist om dezelfde afsnijgolflengte te bereiken als InAs/GaSb T2SL. Een dikkere monocyclus resulteert echter in een afname van de absorptiecoëfficiënt in de groeirichting en een toename van de effectieve massa van de gaten in T2SL. Het is gebleken dat het toevoegen van een Sb-component een langere afsnijgolflengte kan bereiken zonder de dikte van de monocyclus significant te vergroten. Een te hoge Sb-samenstelling kan echter leiden tot segregatie van Sb-elementen.
Daarom werd InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL met Sb-groep 0.5 geselecteerd als de actieve laag van APDfotodetectorInAs/InAsSb T2SL groeit voornamelijk op GaSb-substraten, dus de rol van GaSb bij het rekbeheer moet in overweging worden genomen. Het bereiken van rekevenwicht omvat in wezen het vergelijken van de gemiddelde roosterconstante van een superrooster gedurende één periode met de roosterconstante van het substraat. Over het algemeen wordt de trekspanning in het InAs gecompenseerd door de drukspanning die wordt veroorzaakt door het InAsSb, wat resulteert in een dikkere InAs-laag dan de InAsSb-laag. Deze studie mat de foto-elektrische responskarakteristieken van de lawinefotodetector, inclusief spectrale respons, donkerstroom, ruis, enz., en verifieerde de effectiviteit van het getrapte gradiëntlaagontwerp. Het lawinevermenigvuldigingseffect van de lawinefotodetector wordt geanalyseerd en de relatie tussen de vermenigvuldigingsfactor en het invallende lichtvermogen, de temperatuur en andere parameters wordt besproken.
FIG. (A) Schematisch diagram van InAs/InAsSb langgolvige infrarood-APD-fotodetector; (B) Schematisch diagram van elektrische velden in elke laag van de APD-fotodetector.
Plaatsingstijd: 06-01-2025