Penelitian terbaru tentang fotodetektor longsor

Penelitian terbaru darifotodetektor longsor

Teknologi deteksi inframerah banyak digunakan dalam pengintaian militer, pemantauan lingkungan, diagnosis medis, dan bidang lainnya. Detektor inframerah tradisional memiliki beberapa keterbatasan kinerja, seperti sensitivitas deteksi, kecepatan respons, dan sebagainya. Material superlattice (T2SL) InAs/InAsSb Kelas II memiliki sifat fotolistrik dan kemampuan penyetelan yang sangat baik, sehingga ideal untuk detektor inframerah gelombang panjang (LWIR). Masalah respons yang lemah dalam deteksi inframerah gelombang panjang telah lama menjadi perhatian, yang sangat membatasi keandalan aplikasi perangkat elektronik. Meskipun fotodetektor longsor (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 longsor inframerah gelombang panjang (APD) superlattice (T2SL) Kelas II berkinerja tinggi. Para peneliti menggunakan laju rekombinasi auger yang lebih rendah dari lapisan penyerap T2SL InAs/InAsSb untuk mengurangi arus gelap. Pada saat yang sama, AlAsSb dengan nilai k rendah digunakan sebagai lapisan pengali untuk menekan derau perangkat sambil mempertahankan penguatan yang cukup. Desain ini memberikan solusi yang menjanjikan untuk mempromosikan pengembangan teknologi deteksi inframerah gelombang panjang. Detektor mengadopsi desain berjenjang bertahap, dan dengan menyesuaikan rasio komposisi InAs dan InAsSb, transisi struktur pita yang mulus tercapai, dan kinerja detektor ditingkatkan. Dalam hal pemilihan material dan proses persiapan, studi ini menjelaskan secara rinci metode pertumbuhan dan parameter proses material T2SL InAs/InAsSb yang digunakan untuk mempersiapkan 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 batas yang sama dengan InAs/GaSb T2SL, diperlukan periode tunggal InAs/InAsSb T2SL yang lebih tebal. Namun, monosiklus yang lebih tebal menghasilkan penurunan koefisien serapan ke arah pertumbuhan dan peningkatan massa efektif lubang di T2SL. Penambahan komponen Sb ditemukan dapat mencapai panjang gelombang batas yang lebih panjang tanpa meningkatkan ketebalan periode tunggal secara signifikan. Namun, komposisi Sb yang berlebihan dapat menyebabkan segregasi unsur-unsur Sb.

Oleh karena itu, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL dengan gugus Sb 0.5 dipilih sebagai lapisan aktif APD.fotodetektorInAs/InAsSb T2SL terutama tumbuh pada substrat GaSb, sehingga peran GaSb dalam manajemen regangan perlu dipertimbangkan. Pada dasarnya, mencapai kesetimbangan regangan melibatkan membandingkan konstanta kisi rata-rata superkisi untuk satu periode dengan konstanta kisi substrat. Umumnya, regangan tarik pada InAs dikompensasi oleh regangan tekan yang diperkenalkan oleh InAsSb, menghasilkan lapisan InAs yang lebih tebal daripada lapisan InAsSb. Studi ini mengukur karakteristik respons fotolistrik dari fotodetektor longsoran, termasuk respons spektral, arus gelap, derau, dll., dan memverifikasi efektivitas desain lapisan gradien bertahap. Efek perkalian longsoran dari fotodetektor longsoran dianalisis, dan hubungan antara faktor perkalian dan daya cahaya insiden, suhu dan parameter lainnya dibahas.

GAMBAR (A) Diagram skema fotodetektor APD inframerah gelombang panjang InAs/InAsSb; (B) Diagram skema medan listrik pada setiap lapisan fotodetektor APD.