Penelitian terbaru tentangfotodetektor longsoran salju
Teknologi deteksi inframerah banyak digunakan dalam pengintaian militer, pemantauan lingkungan, diagnosis medis, dan bidang lainnya. Detektor inframerah tradisional memiliki beberapa keterbatasan dalam kinerjanya, seperti sensitivitas deteksi, kecepatan respons, dan sebagainya. Bahan superlattice (T2SL) InAs/InAsSb Kelas II memiliki sifat fotolistrik dan kemampuan merdu yang sangat baik, menjadikannya ideal untuk detektor inframerah gelombang panjang (LWIR). Masalah respons lemah dalam deteksi inframerah gelombang panjang telah menjadi perhatian sejak lama, yang sangat membatasi keandalan aplikasi perangkat elektronik. Meskipun fotodetektor longsoran salju (Fotodetektor APD) memiliki kinerja respons yang sangat baik, ia mengalami arus gelap yang tinggi selama perkalian.
Untuk mengatasi masalah ini, tim dari Universitas Sains dan Teknologi Elektronik Tiongkok telah berhasil merancang fotodioda longsoran inframerah gelombang panjang (APD) superlattice Kelas II (T2SL) berkinerja tinggi. Para peneliti menggunakan tingkat rekombinasi auger yang lebih rendah dari lapisan penyerap InAs/InAsSb T2SL untuk mengurangi arus gelap. Pada saat yang sama, AlAsSb dengan nilai k rendah digunakan sebagai lapisan pengganda untuk menekan kebisingan perangkat sambil mempertahankan penguatan yang memadai. Desain ini memberikan solusi yang menjanjikan untuk mempromosikan pengembangan teknologi deteksi inframerah gelombang panjang. Detektor ini mengadopsi desain bertingkat bertingkat, dan dengan menyesuaikan rasio komposisi InAs dan InAsSb, transisi struktur pita yang mulus tercapai, dan kinerja detektor ditingkatkan. Dalam hal pemilihan bahan dan proses persiapan, penelitian ini menjelaskan secara rinci metode pertumbuhan dan parameter proses bahan InAs/InAsSb T2SL yang digunakan untuk menyiapkan detektor. Penentuan komposisi dan ketebalan InAs/InAsSb T2SL sangat penting dan penyesuaian parameter diperlukan untuk mencapai keseimbangan tegangan. Dalam konteks deteksi inframerah gelombang panjang, untuk mencapai panjang gelombang cut-off yang sama dengan InAs/GaSb T2SL, diperlukan periode tunggal InAs/InAsSb T2SL yang lebih tebal. Namun monocycle yang lebih tebal mengakibatkan penurunan koefisien serapan searah pertumbuhan dan peningkatan massa efektif lubang pada T2SL. Ditemukan bahwa penambahan komponen Sb dapat mencapai panjang gelombang cutoff yang lebih panjang tanpa meningkatkan ketebalan periode tunggal secara signifikan. Namun komposisi Sb yang berlebihan dapat menyebabkan segregasi unsur Sb.
Oleh karena itu, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL dengan grup Sb 0.5 dipilih sebagai lapisan aktif APDfotodetektor. InAs/InAsSb T2SL terutama tumbuh pada substrat GaSb, sehingga peran GaSb dalam pengelolaan regangan perlu dipertimbangkan. Pada dasarnya, mencapai keseimbangan regangan melibatkan perbandingan konstanta kisi rata-rata superkisi selama satu periode dengan konstanta kisi substrat. Secara umum, regangan tarik pada InAs dikompensasi oleh regangan tekan yang ditimbulkan oleh InAsSb, sehingga menghasilkan lapisan InAs yang lebih tebal daripada lapisan InAsSb. Studi ini mengukur karakteristik respons fotolistrik dari fotodetektor longsoran salju, termasuk respons spektral, arus gelap, kebisingan, dll., dan memverifikasi efektivitas desain lapisan gradien bertahap. Efek perkalian longsoran salju dari fotodetektor longsoran dianalisis, dan hubungan antara faktor perkalian dan daya cahaya, suhu, dan parameter lainnya dibahas.
ARA. (A) Diagram skema fotodetektor APD inframerah gelombang panjang InAs/InAsSb; (B) Diagram skema medan listrik pada setiap lapisan fotodetektor APD.
Waktu posting: 06 Januari 2025