NgawanohkeunFotodetektor InGaAs
InGaAs mangrupikeun salah sahiji bahan anu idéal pikeun ngahontal réspon anu luhur sarengfotodetektor kecepatan tinggiKahiji, InGaAs nyaéta bahan semikonduktor celah pita langsung, sareng lébar celah pita na tiasa diatur ku babandingan antara In sareng Ga, anu ngamungkinkeun deteksi sinyal optik tina panjang gelombang anu béda. Di antarana, In0.53Ga0.47As cocog pisan sareng kisi substrat InP sareng gaduh koéfisién panyerepan cahaya anu luhur pisan dina pita komunikasi optik. Ieu anu paling seueur dianggo dina persiapanfotodetektorsareng ogé gaduh kinerja arus poék sareng responsif anu paling luar biasa. Kadua, bahan InGaAs sareng InP gaduh kecepatan hanyutan éléktron anu relatif luhur, kalayan kecepatan hanyutan éléktron jenuh duanana sakitar 1 × 107 cm / s. Samentawis éta, dina médan listrik spésifik, bahan InGaAs sareng InP nunjukkeun épék overshoot kecepatan éléktron, kalayan kecepatan overshootna masing-masing ngahontal 4 × 107 cm / s sareng 6 × 107 cm / s. Éta kondusif pikeun ngahontal bandwidth crossing anu langkung luhur. Ayeuna, fotodetektor InGaAs mangrupikeun fotodetektor anu paling umum pikeun komunikasi optik. Di pasar, metode gandeng permukaan-insiden mangrupikeun anu paling umum. Produk detektor permukaan-insiden kalayan 25 Gaud / s sareng 56 Gaud / s parantos tiasa diproduksi sacara massal. Detektor permukaan-insiden anu ukuranana langkung alit, back-insiden, sareng bandwidth tinggi ogé parantos dikembangkeun, utamina pikeun aplikasi sapertos kecepatan tinggi sareng saturasi tinggi. Nanging, kusabab watesan metode gandenganna, detektor insiden permukaan hésé diintegrasikeun sareng alat optoelektronik anu sanés. Ku alatan éta, kalayan ningkatna paménta pikeun integrasi optoelektronik, fotodetektor InGaAs gandeng waveguide kalayan kinerja anu saé sareng cocog pikeun integrasi laun-laun janten fokus panalungtikan. Di antarana, modul fotodetektor InGaAs komérsial 70GHz sareng 110GHz ampir sadayana ngadopsi struktur gandengan waveguide. Numutkeun bédana dina bahan substrat, fotodetektor InGaAs gandeng waveguide utamina tiasa diklasifikasikeun kana dua jinis: dumasar INP sareng dumasar Si. Bahan epitaksial dina substrat InP gaduh kualitas anu luhur sareng langkung cocog pikeun fabrikasi alat kinerja tinggi. Nanging, pikeun bahan grup III-V anu dipelak atanapi dihijikeun dina substrat Si, kusabab rupa-rupa ketidakcocokan antara bahan InGaAs sareng substrat Si, kualitas bahan atanapi antarmuka relatif goréng, sareng masih aya rohangan anu cukup pikeun perbaikan dina kinerja alat.
Stabilitas fotodetektor dina rupa-rupa lingkungan aplikasi, khususna dina kaayaan ekstrim, ogé mangrupikeun salah sahiji faktor konci dina aplikasi praktis. Dina sababaraha taun ka pengker, jinis detektor énggal sapertos perovskit, bahan organik sareng dua diménsi, anu parantos narik perhatian, masih nyanghareupan seueur tantangan dina hal stabilitas jangka panjang kusabab kanyataan yén bahan éta sorangan gampang kapangaruhan ku faktor lingkungan. Samentawis éta, prosés integrasi bahan énggal masih tacan dewasa, sareng éksplorasi salajengna masih diperyogikeun pikeun produksi skala ageung sareng konsistensi kinerja.
Sanaos diwanohkeunana induktor tiasa ningkatkeun bandwidth alat sacara efektif ayeuna, éta henteu populer dina sistem komunikasi optik digital. Ku alatan éta, kumaha nyingkahan dampak négatif pikeun ngirangan parameter RC parasit alat mangrupikeun salah sahiji arah panalungtikan fotodetektor kecepatan tinggi. Kadua, sabab bandwidth fotodetektor gandeng waveguide terus ningkat, kendala antara bandwidth sareng responsivitas mimiti muncul deui. Sanaos fotodetektor Ge/Si sareng fotodetektor InGaAs kalayan bandwidth 3dB anu ngaleuwihan 200GHz parantos dilaporkeun, responsivitasna henteu nyugemakeun. Kumaha ningkatkeun bandwidth bari ngajaga responsivitas anu saé mangrupikeun topik panalungtikan anu penting, anu panginten meryogikeun bubuka bahan anu cocog sareng prosés énggal (mobilitas anu luhur sareng koéfisién panyerepan anu luhur) atanapi struktur alat kecepatan tinggi anu énggal pikeun direngsekeun. Salaku tambahan, nalika bandwidth alat ningkat, skénario aplikasi detektor dina tautan fotonik gelombang mikro laun-laun bakal ningkat. Teu sapertos insiden kakuatan optik anu alit sareng deteksi sensitivitas anu luhur dina komunikasi optik, skénario ieu, dumasar kana bandwidth anu luhur, ngagaduhan paménta kakuatan saturasi anu luhur pikeun insiden kakuatan anu luhur. Nanging, alat-alat anu nganggo bandwidth anu luhur biasana nganggo struktur anu ukuranana alit, janten henteu gampang pikeun ngadamel fotodetektor anu kecepatanna luhur sareng kakuatan jenuh anu luhur, sareng inovasi salajengna tiasa diperyogikeun dina ékstraksi pamawa sareng disipasi panas alat-alat éta. Pamungkas, ngirangan arus poék tina detektor kecepatan luhur tetep janten masalah anu kedah direngsekeun ku fotodetektor anu gaduh ketidakcocokan kisi. Arus poék utamina aya hubunganana sareng kualitas kristal sareng kaayaan permukaan bahan. Ku alatan éta, prosés konci sapertos heteroepitaksi kualitas luhur atanapi sistem ketidakcocokan kisi anu ngiket peryogi langkung seueur panalungtikan sareng investasi.
Waktos posting: 20-Agu-2025