Les darreres investigacions defotodetector d'allaus
La tecnologia de detecció d'infrarojos s'utilitza àmpliament en reconeixement militar, monitoratge ambiental, diagnòstic mèdic i altres camps. Els detectors d'infrarojos tradicionals tenen algunes limitacions en el rendiment, com ara la sensibilitat de detecció, la velocitat de resposta, etc. Els materials InAs/InAsSb de classe II (T2SL) tenen excel·lents propietats fotoelèctriques i ajustabilitat, el que els fa ideals per als detectors d'infrarojos d'ona llarga (LWIR). El problema de la resposta feble en la detecció d'infrarojos d'ona llarga ha estat una preocupació durant molt de temps, cosa que limita enormement la fiabilitat de les aplicacions de dispositius electrònics. Encara que el fotodetector d'allaus (Fotodetector APD) té un rendiment de resposta excel·lent, pateix un corrent fosc elevat durant la multiplicació.
Per resoldre aquests problemes, un equip de la Universitat de Ciència i Tecnologia Electrònica de la Xina ha dissenyat amb èxit un fotodíode d'allaus infrarojos d'ona llarga (APD) de classe II (T2SL) d'alt rendiment. Els investigadors van utilitzar la taxa de recombinació de barrena inferior de la capa absorbent InAs/InAsSb T2SL per reduir el corrent fosc. Al mateix temps, AlAsSb amb un valor k baix s'utilitza com a capa multiplicadora per suprimir el soroll del dispositiu mentre es manté un guany suficient. Aquest disseny proporciona una solució prometedora per promoure el desenvolupament de la tecnologia de detecció infraroja d'ona llarga. El detector adopta un disseny escalonat i ajustant la relació de composició d'InAs i InAsSb, s'aconsegueix una transició suau de l'estructura de la banda i es millora el rendiment del detector. Pel que fa al procés de selecció i preparació del material, aquest estudi descriu amb detall el mètode de creixement i els paràmetres de procés del material InAs/InAsSb T2SL utilitzat per preparar el detector. Determinar la composició i el gruix d'InAs/InAsSb T2SL és fonamental i cal ajustar els paràmetres per aconseguir l'equilibri d'estrès. En el context de la detecció d'infrarojos d'ona llarga, per aconseguir la mateixa longitud d'ona de tall que InAs/GaSb T2SL, es requereix un període únic InAs/InAsSb T2SL més gruixut. Tanmateix, un monocicle més gruixut provoca una disminució del coeficient d'absorció en la direcció del creixement i un augment de la massa efectiva dels forats en T2SL. Es troba que afegir un component Sb pot aconseguir una longitud d'ona de tall més llarga sense augmentar significativament el gruix d'un sol període. Tanmateix, una composició excessiva de Sb pot provocar la segregació dels elements Sb.
Per tant, es va seleccionar InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL amb el grup Sb 0.5 com a capa activa d'APDfotodetector. InAs/InAsSb T2SL creix principalment en substrats de GaSb, per la qual cosa s'ha de tenir en compte el paper de GaSb en la gestió de soques. Essencialment, assolir l'equilibri de tensió implica comparar la constant de gelosia mitjana d'una superreticula durant un període amb la constant de gelosia del substrat. En general, la tensió de tracció a l'InAs es compensa amb la tensió de compressió introduïda per l'InAsSb, donant lloc a una capa d'InAs més gruixuda que la capa d'InAsSb. Aquest estudi va mesurar les característiques de resposta fotoelèctrica del fotodetector d'allaus, incloent la resposta espectral, el corrent fosc, el soroll, etc., i va verificar l'eficàcia del disseny de la capa de gradient escalonat. S'analitza l'efecte de multiplicació d'allaus del fotodetector d'allaus i es discuteix la relació entre el factor de multiplicació i la potència de la llum incident, la temperatura i altres paràmetres.
FIG. (A) Diagrama esquemàtic del fotodetector APD d'infrarojos d'ona llarga InAs / InAsSb; (B) Diagrama esquemàtic dels camps elèctrics a cada capa del fotodetector APD.
Hora de publicació: 06-gen-2025