Ngenalkeun InGaAs photodetector

NepangkeunInGaAs photodetector

InGaAs mangrupakeun salah sahiji bahan idéal pikeun ngahontal-respon tinggi naphotodetector-speed tinggi. Anu mimiti, InGaAs mangrupikeun bahan semikonduktor bandgap langsung, sareng lebar bandgapna tiasa diatur ku rasio antara In sareng Ga, ngamungkinkeun deteksi sinyal optik tina panjang gelombang anu béda. Di antarana, In0.53Ga0.47As sampurna cocog sareng kisi substrat InP sareng gaduh koefisien nyerep cahaya anu luhur pisan dina pita komunikasi optik. Ieu paling loba dipaké dina persiapanpotodetektorsarta ogé boga kinerja ayeuna poék jeung responsivity paling beredar. Bréh, duanana bahan InGaAs jeung InP boga laju drift éléktron rélatif luhur, kalawan laju drift éléktron jenuh maranéhna duanana kira 1×107cm/s. Samentara éta, dina widang listrik husus, InGaAs jeung bahan InP némbongkeun éfék overshoot laju éléktron, kalawan velocities overshoot maranéhanana ngahontal 4 × 107cm / s jeung 6 × 107cm / s mungguh. Éta kondusif pikeun ngahontal bandwidth nyebrang anu langkung luhur. Ayeuna, InGaAs photodetectors mangrupakeun photodetector paling mainstream pikeun komunikasi optik. Di pasar, metode gandeng permukaan-kajadian anu paling umum. Produk detektor permukaan-kajadian kalayan 25 Gaud / s sareng 56 Gaud / s parantos tiasa diproduksi sacara masal. Ukuran anu langkung alit, kajadian deui, sareng detéktor insiden permukaan rubakpita tinggi ogé parantos dikembangkeun, utamina pikeun aplikasi sapertos kecepatan tinggi sareng jenuh tinggi. Nanging, kusabab keterbatasan metode gandengna, detéktor kajadian permukaan hese ngahijikeun sareng alat optoeléktronik anu sanés. Ku alatan éta, kalayan ngaronjatna paménta pikeun integrasi optoelectronic, waveguide gandeng InGaAs photodetectors kalawan kinerja alus teuing jeung cocog pikeun integrasi geus laun jadi fokus panalungtikan. Diantarana, modul photodetector InGaAs komérsial 70GHz sareng 110GHz ampir sadayana ngadopsi struktur gandeng waveguide. Nurutkeun bédana dina bahan substrat, waveguide gandeng InGaAs photodetectors utamana bisa digolongkeun kana dua jenis: basis INP jeung Si basis. Bahan epitaxial dina substrat InP ngagaduhan kualitas luhur sareng langkung cocog pikeun fabrikasi alat-alat anu berkinerja tinggi. Najan kitu, pikeun bahan III-V group tumuwuh atawa kabeungkeut dina substrat Si, alatan rupa mismatches antara bahan InGaAs jeung substrat Si, bahan atawa panganteur kualitas kawilang goréng, tur aya kénéh kamar considerable pikeun perbaikan dina kinerja alat.

Stabilitas photodetector dina sagala rupa lingkungan aplikasi, utamana dina kaayaan ekstrim, oge salah sahiji faktor konci dina aplikasi praktis. Dina taun-taun ayeuna, jinis detéktor énggal sapertos perovskite, bahan organik sareng dua diménsi, anu narik perhatian seueur, masih nyanghareupan seueur tantangan dina hal stabilitas jangka panjang kusabab kanyataan yén bahan éta gampang kapangaruhan ku faktor lingkungan. Samentara éta, prosés integrasi bahan anyar masih tacan dewasa, sarta éksplorasi salajengna masih diperlukeun pikeun produksi badag skala jeung konsistensi kinerja.

Sanaos bubuka induktor sacara efektif tiasa ningkatkeun rubakpita alat ayeuna, éta henteu populer dina sistem komunikasi optik digital. Ku alatan éta, kumaha carana ngahindarkeun dampak négatif pikeun salajengna ngurangan parameter RC parasit tina alat mangrupa salah sahiji arah panalungtikan photodetector-speed tinggi. Bréh, salaku rubakpita tina waveguide gandeng photodetectors terus ningkat, konstrain antara rubakpita jeung responsivity mimiti muncul deui. Sanajan Ge / Si photodetectors na InGaAs photodetector kalawan rubakpita 3dB ngaleuwihan 200GHz geus dilaporkeun, tanggung jawab maranéhna teu nyugemakeun. Kumaha carana ningkatkeun rubakpita bari ngajaga responsivity alus mangrupa topik panalungtikan penting, nu bisa merlukeun bubuka bahan anyar-cocog prosés (mobilitas tinggi jeung koefisien nyerep tinggi) atawa novel struktur alat-speed tinggi pikeun ngajawab. Salaku tambahan, nalika rubakpita alat ningkat, skénario aplikasi detéktor dina tautan fotonik gelombang mikro laun-laun bakal ningkat. Teu kawas incidence kakuatan optik leutik sarta deteksi sensitipitas tinggi dina komunikasi optik, skenario ieu, dina dasar rubakpita tinggi, boga paménta kakuatan jenuh tinggi pikeun incidence kakuatan tinggi. Sanajan kitu, alat rubakpita tinggi biasana ngadopsi struktur leutik-ukuran, jadi teu gampang pikeun fabricate speed tinggi na tinggi-jenuh daya photodetectors, sarta inovasi salajengna bisa jadi diperlukeun dina ékstraksi pamawa sarta dissipation panas tina alat. Tungtungna, ngurangan arus poék detéktor-speed tinggi tetep masalah nu photodetectors kalawan mismatch kisi kudu ngajawab. Arus poék utamana patali jeung kualitas kristal sarta kaayaan permukaan bahan. Ku alatan éta, prosés konci kayaning heteroepitaxy kualitas luhur atawa beungkeutan dina sistem kisi mismatch merlukeun leuwih panalungtikan sarta investasi.