Nýjustu rannsóknir á snjóflóðaljósskynjara

Nýjustu rannsóknir ásnjóflóðaljósskynjari

Innrauða uppgötvunartækni er mikið notuð í herkönnun, umhverfisvöktun, læknisfræðilegri greiningu og öðrum sviðum. Hefðbundnir innrauðir skynjarar hafa nokkrar takmarkanir á frammistöðu, svo sem skynjunarnæmi, svarhraða og svo framvegis. InAs/InAsSb Class II ofurgrindur (T2SL) efni hafa framúrskarandi ljósrafmagns eiginleika og stillanleika, sem gerir þau tilvalin fyrir langbylgju innrauða (LWIR) skynjara. Vandamálið við veikt svar við langbylgju innrauða uppgötvun hefur verið áhyggjuefni í langan tíma, sem takmarkar mjög áreiðanleika rafeindatækjaforrita. Þó snjóflóðaljósskynjari (APD ljósnemi) hefur framúrskarandi svörunarafköst, það þjáist af miklum dökkum straumi við margföldun.

Til að leysa þessi vandamál hefur teymi frá háskólanum í rafeindavísindum og tækni í Kína hannað afkastamikið Class II superlattice (T2SL) langbylgju innrauða snjóflóðaljósdíóða (APD). Rannsakendur notuðu lægri endurröðunarhraða InAs/InAsSb T2SL gleypa lagsins til að draga úr dökkum straumi. Á sama tíma er AlAsSb með lágt k-gildi notað sem margföldunarlag til að bæla hávaða í tæki en viðhalda nægilegum ávinningi. Þessi hönnun veitir efnilega lausn til að stuðla að þróun langbylgju innrauðrar uppgötvunartækni. Skynjarinn tekur upp þrepaskipt hönnun og með því að stilla samsetningarhlutfall InAs og InAsSb næst slétt umskipti á hljómsveitarbyggingunni og frammistaða skynjarans er bætt. Hvað varðar efnisval og undirbúningsferli, lýsir þessi rannsókn ítarlega vaxtaraðferðinni og ferlibreytum InAs/InAsSb T2SL efnis sem notað er til að undirbúa skynjarann. Það er mikilvægt að ákvarða samsetningu og þykkt InAs/InAsSb T2SL og aðlögun breytu er nauðsynleg til að ná álagsjafnvægi. Í samhengi við langbylgju innrauða uppgötvun, til að ná sömu afmörkunarbylgjulengd og InAs/GaSb T2SL, þarf þykkara InAs/InAsSb T2SL stakt tímabil. Hins vegar leiðir þykkari einhringur til lækkunar á frásogsstuðlinum í vaxtarátt og aukningar á virkum massa hola í T2SL. Það er komist að því að með því að bæta við Sb íhlut er hægt að ná lengri skurðarbylgjulengd án þess að auka þykkt eins tímabils verulega. Hins vegar getur of mikil Sb samsetning leitt til aðskilnaðar Sb frumefna.

Þess vegna var InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL með Sb hóp 0.5 valið sem virka lag APDljósnemi. InAs/InAsSb T2SL vex aðallega á GaSb hvarfefnum og því þarf að huga að hlutverki GaSb í stofnstjórnun. Í meginatriðum, að ná stofnjafnvægi felur í sér að bera saman meðaltal grindarfasta ofurgrinda í eitt tímabil við grindarfasta undirlagsins. Almennt er togálagið í InAs bætt upp með þjöppunarálaginu sem InAsSb kynnir, sem leiðir til þykkara InAs lag en InAsSb lagið. Þessi rannsókn mældi ljóssvörunareiginleika snjóflóðaljósskynjarans, þar á meðal litrófssvörun, dökkstraum, hávaða o.s.frv., og sannreyndi virkni þrepa hallalagshönnunarinnar. Snjóflóðafjölgunaráhrif snjóflóðaljósskynjarans eru greind og rætt um tengsl margföldunarstuðs við innfallsljósafl, hitastig og aðrar breytur.

MYND. (A) Skýringarmynd af InAs/InAsSb langbylgju innrauðum APD ljósnema; (B) Skýringarmynd af rafsviðum við hvert lag af APD ljósnema.