Het nieuwste onderzoek vanlawine fotodetector
Infrarooddetectietechnologie wordt veel gebruikt bij militaire verkenning, milieumonitoring, medische diagnose en andere gebieden. Traditionele infrarooddetectoren hebben enkele prestatiebeperkingen, zoals detectiegevoeligheid, reactiesnelheid enzovoort. InAs/InAsSb Klasse II-superroostermaterialen (T2SL) hebben uitstekende foto-elektrische eigenschappen en afstembaarheid, waardoor ze ideaal zijn voor langegolf-infrarooddetectoren (LWIR). Het probleem van de zwakke respons bij langegolf-infrarooddetectie is al lange tijd een punt van zorg, wat de betrouwbaarheid van elektronische apparaattoepassingen aanzienlijk beperkt. Hoewel lawinefotodetector (APD-fotodetector) heeft uitstekende responsprestaties en heeft last van hoge donkerstroom tijdens vermenigvuldiging.
Om deze problemen op te lossen heeft een team van de Universiteit voor Elektronische Wetenschap en Technologie van China met succes een krachtige klasse II superrooster (T2SL) langegolf infrarood lawinefotodiode (APD) ontworpen. De onderzoekers gebruikten de lagere recombinatiesnelheid van de InAs/InAsSb T2SL-absorberlaag om de donkerstroom te verminderen. Tegelijkertijd wordt AlAsSb met een lage k-waarde gebruikt als de vermenigvuldigingslaag om apparaatruis te onderdrukken terwijl er voldoende versterking behouden blijft. Dit ontwerp biedt een veelbelovende oplossing voor het bevorderen van de ontwikkeling van langegolf-infrarooddetectietechnologie. De detector heeft een getrapt gelaagd 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. In termen van materiaalselectie en voorbereidingsproces beschrijft deze studie in detail de groeimethode en procesparameters van InAs/InAsSb T2SL-materiaal dat wordt gebruikt om de detector voor te bereiden. Het bepalen van de samenstelling en dikte van InAs/InAsSb T2SL is van cruciaal belang en aanpassing van de parameters is vereist om een spanningsevenwicht te bereiken. In de context van langegolf-infrarooddetectie is, om dezelfde afsnijgolflengte als InAs/GaSb T2SL te bereiken, een dikkere enkele InAs/InAsSb T2SL-periode vereist. Een dikkere monocycle resulteert echter in een afname van de absorptiecoëfficiënt in de groeirichting en een toename van de effectieve massa van gaten in T2SL. Er is gevonden dat het toevoegen van een Sb-component een langere afsnijgolflengte kan bereiken zonder de dikte van de enkele periode significant te vergroten. Een overmatige 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 APDfotodetector. InAs/InAsSb T2SL groeit voornamelijk op GaSb-substraten, dus de rol van GaSb bij het beheer van stammen moet in overweging worden genomen. Het bereiken van spanningsevenwicht houdt in wezen in dat de gemiddelde roosterconstante van een superrooster gedurende één periode wordt vergeleken met de roosterconstante van het substraat. Over het algemeen wordt de trekspanning in het InAs gecompenseerd door de drukspanning die door het InAsSb wordt geïntroduceerd, wat resulteert in een dikkere InAs-laag dan de InAsSb-laag. In deze studie werden de foto-elektrische responskarakteristieken van de lawinefotodetector gemeten, inclusief spectrale respons, donkerstroom, ruis, enz., en werd de effectiviteit van het ontwerp van de getrapte gradiëntlaag geverifieerd. Het lawinevermenigvuldigingseffect van de lawinefotodetector wordt geanalyseerd en de relatie tussen de vermenigvuldigingsfactor en het invallende lichtvermogen, de temperatuur en andere parameters wordt besproken.
AFB. (A) Schematisch diagram van InAs/InAsSb langegolf infrarood APD-fotodetector; (B) Schematisch diagram van elektrische velden op elke laag van APD-fotodetector.
Posttijd: 06-jan-2025