Abstrak: Struktur dhasar lan prinsip kerja fotoladector avalanche (Fotodetector apd) Dikenal, proses evolusi struktur piranti dianalisa, status riset saiki diringkes, lan pembangunan Future Apd luwih akeh sinau.
1. Pambuka
Foto foto minangka piranti sing ngowahi sinyal entheng dadi sinyal listrik. Ing aPhotodetector semikonduktor, operator sing digawe foto kanthi bungah dening Photoned Photon mlebu sirkuit eksternal miturut voltase bias sing ditrapake lan mbentuk photocurrent sing bisa diukur. Malah ing responsif maksimal, fotodiode pin mung bisa ngasilake pasangan pasangan elektron, yaiku piranti tanpa bathi internal. Kanggo responsif sing luwih gedhe, Photodiode Avalanche (APD) bisa digunakake. Efek amplifikasi APD ing fotocurrent adhedhasar efek tabrakan ionisasi. Ing kahanan tartamtu, elektron sing cepet lan bolongan bisa entuk energi sing cukup kanggo tabrakan karo kisi kanggo ngasilake pasangan pasangan elektron-bolongan anyar. Proses iki minangka reaksi chain, saéngga pasangan pasangan bolongan elektron sing digawe dening panyerepan cahya bisa ngasilake akeh pasangan elektron-bolongan lan mbentuk fotokur sekunder sing akeh. Mula, Apd duwe responsif lan bathi internal, sing nambah rasio sinyal saka piranti kasebut. Apd utamane digunakake kanthi jarak jarak jauh utawa luwih cilik karo watesan watesan optik sing ditampa. Saiki, akeh ahli piranti optik luwih apik babagan prospek apd, lan percaya yen riset Apd kudu nambah saing flats
2. Pangembangan teknis sakaPhotoDetector Avalanche(Fotodetector APD)
2.1 Bahan
(1)Fotodetector
Teknologi si Bahan minangka teknologi diwasa sing digunakake ing bidang mikroelectronics, nanging ora cocog kanggo persiyapan piranti ing 1,51mm sing umume ditampa ing bidang komunikasi optik.
(2) ge
Sanajan tanggapan spektrum saka APD cocog kanggo syarat-syarat rugi lan sithik panyebaran ing transmisi serat optik, ana kangelan gedhe ing proses persiapan. Kajaba iku, rasio varionisasi Elektron lan bolongan kanggo () 1, saengga angel kanggo nyiyapake piranti APD kinerja sing dhuwur.
(3) IN0.53A0.47as / Inp
Iki minangka cara sing efektif kanggo milih In0.53A0.47as minangka lapisan penyerapan lampu apd lan inp minangka lapisan multiplier. Puncak panyerapan ing IN0.53GA0.47SA0.47Sm, 1.31mm, gelombang gelombang 1,55mm dhuwur kira-kira 104CM-1 Penyerapan sing paling disenengi kanggo lapisan penyerapan detektor cahya saiki.
(4)PhotoDetector Ingaas/ IngPhotoDetector
Kanthi milih ingaasp minangka lapisan nyerep lan inp entheng minangka lapisan multiplier, apd karo gelombang tanggapan 1-1.4mm, bathi kuantum sing dhuwur lan dhuwur avalanche sing kurang bisa disiapake. Kanthi milih komponen wesi sing beda, kinerja sing paling apik kanggo gelombang dawane khusus.
(5) Ingaas / inalas
IN0.52al0.48SAx Material duwe celah band (1.47EV) lan ora nyerep ing range gelombang gelombang 1,55mm. Ana bukti manawa lapisan epitexial tipis bisa entuk bathi tinimbang Inp minangka lapisan multiplikator ing kahanan injeksi elektron.
(6) Ingaas / Ingaas (P) / inalas lan ingaas / in (al) Gaas / inalas
Tingkat ionisasi bahan minangka faktor penting sing mengaruhi kinerja APD. Asil nuduhake manawa tingkat ionisasi lapisan multiplier bisa ditingkatake kanthi ngenalake ingAsa (P) / inalas lan in (al) struktur / inalas superlattif. Kanthi nggunakake struktur superlatis, teknik band bisa ngontrol pencegahan band band asimetris ing antarane band konduksi lan nilai-nilai band konduksi luwih gedhe tinimbang Dicaya Band (ΔEV). Dibandhingake karo Bahan Bukulan Ingaas, Ingaas / Inalas kuantum kanthi tarif utawa onisionisasi tarif (A) tambah akeh, lan elektron lan elektron lan bolongan entuk energi tambahan. Amarga ΔEC >> ΔEV, bisa uga energi sing dipikolehi elektron nambah tingkat ionisasi elektron luwih akeh tinimbang sumbangan energi bolongan kanggo tarif ionisasi (b). Rasio (k) tarif ionisasi elektron kanggo nambah tarif ionisasi. Mula, produk dhuwur-bandwidth (GBW) lan kinerja swara cilik sing bisa dipikolehi kanthi ngetrapake struktur superlattice. Nanging, apdum iki, APD Cerven Quartum Sumur iki, sing bisa nambah nilai K, angel ditrapake kanggo panrima optik. Iki amarga faktor multiplier sing mengaruhi responsif maksimal diwatesi dening saiki sing peteng, dudu swara multiplier. Ing struktur iki, saiki peteng amarga efek tunneling ing lapisan ingaas kanthi longkangan band gap sing sempit, saengga ingaas minangka lapisan sudhut struktur sudhut bisa nyuda arus sing peteng.
Wektu Pos: Nov-13-2023