Yüksek hızlı fotodedektörler şu şekilde tanıtılmaktadır:InGaAs fotodedektörleri
Yüksek hızlı fotodedektörlerOptik haberleşme alanında ağırlıklı olarak III-V InGaAs fotodedektörleri ve IV tam Si ve Ge/Si fotodedektörleri. Birincisi, uzun süredir baskın olan geleneksel bir yakın kızılötesi dedektördür, ikincisi ise yükselen bir yıldız olmak için silikon optik teknolojisine güvenir ve son yıllarda uluslararası optoelektronik araştırmaları alanında önemli bir noktadır. Ek olarak, perovskit, organik ve iki boyutlu malzemelere dayalı yeni dedektörler, kolay işleme, iyi esneklik ve ayarlanabilir özellikler avantajları nedeniyle hızla gelişmektedir. Bu yeni dedektörler ile geleneksel inorganik fotodedektörler arasında malzeme özellikleri ve üretim süreçleri açısından önemli farklılıklar vardır. Perovskit dedektörler mükemmel ışık emme özelliklerine ve verimli yük taşıma kapasitesine sahiptir, organik malzeme dedektörleri düşük maliyetleri ve esnek elektronları nedeniyle yaygın olarak kullanılır ve iki boyutlu malzeme dedektörleri benzersiz fiziksel özellikleri ve yüksek taşıyıcı hareketliliği nedeniyle çok ilgi görmüştür. Ancak, InGaAs ve Si/Ge dedektörleriyle karşılaştırıldığında, yeni dedektörlerin uzun vadeli kararlılık, üretim olgunluğu ve entegrasyon açısından hala iyileştirilmesi gerekmektedir.
InGaAs, yüksek hızlı ve yüksek tepkili fotodedektörleri gerçekleştirmek için ideal malzemelerden biridir. Öncelikle, InGaAs doğrudan bant aralığı yarı iletken bir malzemedir ve bant aralığı genişliği, farklı dalga boylarındaki optik sinyallerin algılanmasını sağlamak için In ve Ga arasındaki oran ile düzenlenebilir. Bunlar arasında, In0.53Ga0.47As, InP'nin alt tabaka kafesiyle mükemmel bir şekilde eşleşir ve optik iletişim bandında büyük bir ışık emilim katsayısına sahiptir ve bu, en yaygın olarak hazırlanmasında kullanılır.fotodedektörler, ve karanlık akım ve tepki performansı da en iyisidir. İkincisi, 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 belirli elektrik alanı altında elektron hızı aşma etkisine sahiptir. Aşım hızı 4×107cm/s ve 6×107cm/s olarak ikiye ayrılabilir, bu da daha büyük bir taşıyıcı zaman sınırlı bant genişliğinin gerçekleştirilmesine elverişlidir. Şu anda, InGaAs fotodetektörü optik iletişim için en yaygın fotodetektördür ve yüzey olay kuplaj yöntemi çoğunlukla piyasada kullanılmaktadır ve 25 Gbaud/s ve 56 Gbaud/s yüzey olay dedektörü ürünleri gerçekleştirilmiştir. Daha küçük boyutlu, geri olay ve büyük bant genişliğine sahip yüzey olay dedektörleri de geliştirilmiştir ve bunlar esas olarak yüksek hız ve yüksek doygunluk uygulamaları için uygundur. Ancak, yüzey olay probu, kuplaj modu ile sınırlıdır ve diğer optoelektronik cihazlarla entegre edilmesi zordur. Bu nedenle, optoelektronik entegrasyon gereksinimlerinin iyileştirilmesiyle, mükemmel performansa sahip ve entegrasyona uygun dalga kılavuzu ile birleştirilmiş InGaAs fotodedektörleri, aralarında ticari 70 GHz ve 110 GHz InGaAs fotoprob modüllerinin hemen hemen hepsinin dalga kılavuzu ile birleştirilmiş yapılar kullandığı araştırmaların odak noktası haline gelmiştir. Farklı alt tabaka malzemelerine göre, dalga kılavuzu ile birleştirilmiş InGaAs fotoelektrik probu iki kategoriye ayrılabilir: InP ve Si. InP alt tabakasındaki epitaksiyel malzeme yüksek kaliteye sahiptir ve yüksek performanslı cihazların hazırlanması için daha uygundur. Ancak, III-V malzemeleri, InGaAs malzemeleri ve Si alt tabakaları üzerinde yetiştirilen veya bağlanan Si alt tabakaları arasındaki çeşitli uyumsuzluklar, nispeten zayıf malzeme veya arayüz kalitesine yol açar ve cihazın performansında hala büyük bir iyileştirme alanı vardır.
Gönderi zamanı: 31-Aralık-2024