Els fotodetectors d'alta velocitat són introduïts per fotodetectors Ingaas

Els fotodetectors d’alta velocitat s’introdueixen perFotodetectors Ingaas

Fotodetectors d'alta velocitatEn el camp de la comunicació òptica inclouen principalment fotodetectors III-V INGAAS i IV SI i GE/ GE/Fotodetectors Si. El primer és un detector tradicional a prop d’infrarojos, que ha estat dominant durant molt de temps, mentre que el segon es basa en la tecnologia òptica de silici per convertir -se en una estrella creixent, i és un lloc calent en el camp de la investigació d’optoelectrònica internacional en els darrers anys. A més, els nous detectors basats en materials perovskita, orgànics i bidimensionals es desenvolupen ràpidament a causa dels avantatges del processament fàcil, la bona flexibilitat i les propietats ajustables. Hi ha diferències significatives entre aquests nous detectors i fotodetectors inorgànics tradicionals en propietats de materials i processos de fabricació. Els detectors de perovskita tenen excel·lents característiques d’absorció de llum i una capacitat de transport de càrrega eficient, els detectors de materials orgànics s’utilitzen àmpliament per als seus electrons de baix cost i flexibles, i els detectors de materials bidimensionals han cridat molta atenció a causa de les seves propietats físiques úniques i la mobilitat elevada del transportista. Tot i això, en comparació amb els detectors InGAAs i SI/GE, els nous detectors encara han de millorar en termes d’estabilitat a llarg termini, maduresa de fabricació i integració.

Ingaas és un dels materials ideals per realitzar fotodetectors d’alta velocitat i alta resposta. En primer lloc, Ingaas és un material de semiconductor de banda directe i la seva amplada de banda es pot regular per la relació entre IN i GA per aconseguir la detecció de senyals òptiques de diferents longituds d'ona. Entre ells, in0.53GA0.47as es combina perfectament amb la gelosia del substrat de l’INP, i té un gran coeficient d’absorció de llum a la banda de comunicació òptica, que és la més utilitzada en la preparació defotodetectors, i el rendiment de corrent fosc i de resposta també són els millors. En segon lloc, els materials IngaaS i INP tenen una alta velocitat de deriva d’electrons i la seva velocitat de deriva d’electrons saturada és d’uns 1 × 107 cm/s. Al mateix temps, els materials INGAAs i INP tenen un efecte de superació de la velocitat dels electrons en un camp elèctric específic. La velocitat de superació es pot dividir en 4 × 107cm/s i 6 × 107cm/s, cosa que propici per adonar-se d'una amplada de banda més gran de transportista. Actualment, el fotodetector Ingaas és el fotodetector més principal per a la comunicació òptica i el mètode d’acoblament d’incidència superficial s’utilitza principalment al mercat i s’han realitzat els productes de detecció d’incidència de superfície de 25 GBAud/s i 56 GBAud/s. També s’han desenvolupat detectors de mida menor, incidència d’esquena i d’incidència de superfície de gran amplada de banda, que són principalment adequats per a aplicacions d’alta velocitat i saturació d’alta velocitat. Tanmateix, la sonda d’incidents superficials està limitada pel seu mode d’acoblament i és difícil d’integrar -se amb altres dispositius optoelectrònics. Per tant, amb la millora dels requisits d’integració optoelectrònica, els fotodetectors InGaAs acoblats amb guies d’ona amb un excel·lent rendiment i adequats per a la integració s’han convertit gradualment en el focus de la investigació, entre els quals els mòduls de fotoprobina InGaAS de 70 GHz i 110 GHz comercials són gairebé tots utilitzant estructures acoblades amb guia d’ona. Segons els diferents materials del substrat, la sonda fotoelèctrica de l'acoblament d'ona de guies d'ona es pot dividir en dues categories: INP i Si. El material epitaxial del substrat INP té alta qualitat i és més adequat per a la preparació de dispositius d’alt rendiment. No obstant això, diversos desajustos entre materials III-V, materials IngaaS i substrats SI cultivats o units en substrats SI condueixen a una qualitat de material o interfície relativament pobre, i el rendiment del dispositiu encara té una gran sala per millorar.