Yüksek hızlı fotodetektörler tanıtıldıInGaAs fotodedektörler
Yüksek hızlı fotodedektörleroptik iletişim alanında ağırlıklı olarak III-V InGaAs fotodedektörler ve IV tam Si ve Ge/Si fotodetektörler. Birincisi, uzun süredir baskın olan geleneksel bir yakın kızılötesi dedektördür; ikincisi ise yükselen bir yıldız olmak için silikon optik teknolojisine güvenmektedir ve son yıllarda uluslararası optoelektronik araştırmaları alanında sıcak bir noktadır. Ayrıca perovskit, organik ve iki boyutlu malzemelere dayanan yeni dedektörler, kolay işlenme, iyi esneklik ve ayarlanabilir özellikler gibi avantajlar nedeniyle hızla gelişiyor. Bu yeni dedektörler ile geleneksel inorganik fotodetektörler arasında malzeme özellikleri ve üretim süreçleri açısından önemli farklılıklar vardır. Perovskite dedektörleri mükemmel ışık soğurma özelliklerine ve verimli yük taşıma kapasitesine sahiptir, organik malzeme dedektörleri düşük maliyetli ve esnek elektronları nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır ve iki boyutlu malzeme dedektörleri benzersiz fiziksel özellikleri ve yüksek taşıyıcı hareketliliği nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Ancak InGaAs ve Si/Ge dedektörleriyle karşılaştırıldığında yeni dedektörlerin uzun vadeli kararlılık, üretim olgunluğu ve entegrasyon açısından hala geliştirilmesi gerekiyor.
InGaAs, yüksek hızlı ve yüksek tepkili fotodedektörlerin gerçekleştirilmesi için ideal malzemelerden biridir. Her şeyden önce, InGaAs doğrudan bant aralıklı bir yarı iletken malzemedir ve bant aralığı genişliği, farklı dalga boylarındaki optik sinyallerin tespitini sağlamak için In ve Ga arasındaki oran ile düzenlenebilir. Bunlar arasında, In0.53Ga0.47As, InP'nin substrat kafesi ile mükemmel bir şekilde eşleşir ve optik iletişim bandında büyük bir ışık emme katsayısına sahiptir; bu, hazırlanmasında en yaygın olarak kullanılır.fotodedektörlerve karanlık akım ve yanıt verme performansı da en iyisidir. İkinci olarak, InGaAs ve InP malzemelerinin her ikisi de yüksek elektron sürüklenme hızına sahiptir ve doymuş elektron sürüklenme hızları yaklaşık 1×107 cm/s'dir. Aynı zamanda InGaAs ve InP malzemeleri spesifik elektrik alanı altında elektron hızının aşılması etkisine sahiptir. Aşma hızı 4×107cm/s ve 6×107cm/s olarak bölünebilir, bu da daha büyük bir taşıyıcı zaman sınırlı bant genişliğinin gerçekleştirilmesine yardımcı olur. Şu anda, InGaAs fotodedektör, optik iletişim için en yaygın kullanılan fotodetektördür ve piyasada çoğunlukla yüzey olay birleştirme yöntemi kullanılmaktadır ve 25 Gbaud/s ve 56 Gbaud/s yüzey olay dedektörü ürünleri gerçekleştirilmiştir. Esas olarak yüksek hız ve yüksek doygunluk uygulamaları için uygun olan daha küçük boyutlu, arkadan gelen ve geniş bant genişliğine sahip yüzeyden gelen dedektörler de geliştirilmiştir. Ancak yüzey olay probu, bağlantı modu nedeniyle sınırlıdır ve diğer optoelektronik cihazlarla entegre edilmesi zordur. Bu nedenle, optoelektronik entegrasyon gereksinimlerinin gelişmesiyle birlikte, mükemmel performansa sahip ve entegrasyona uygun dalga kılavuzu bağlantılı InGaAs fotodetektörler, yavaş yavaş araştırmanın odağı haline geldi; bunların arasında ticari 70 GHz ve 110 GHz InGaAs fotoprob modüllerinin neredeyse tamamı dalga kılavuzu bağlantılı yapılar kullanıyor. Farklı alt tabaka malzemelerine göre, InGaAs fotoelektrik probu dalga kılavuzu bağlantısı iki kategoriye ayrılabilir: InP ve Si. InP substratındaki epitaksiyel malzeme yüksek kaliteye sahiptir ve yüksek performanslı cihazların hazırlanması için daha uygundur. Bununla birlikte, III-V malzemeleri, InGaAs malzemeleri ve Si substratları üzerinde büyütülen veya bağlanan Si substratları arasındaki çeşitli uyumsuzluklar, nispeten zayıf malzeme veya arayüz kalitesine yol açar ve cihazın performansının hala iyileştirilmesi için geniş bir alanı vardır.
Gönderim zamanı: 31 Aralık 2024