NgenalakeFotodetektor InGaAs
InGaAs minangka salah sawijining bahan sing ideal kanggo entuk respon sing dhuwur lanfotodetektor kecepatan tinggiKapisan, InGaAs minangka bahan semikonduktor celah pita langsung, lan jembar celah pita bisa diatur dening rasio antarane In lan Ga, sing ngidini deteksi sinyal optik kanthi dawa gelombang sing beda. Antarane, In0.53Ga0.47As cocog banget karo kisi substrat InP lan nduweni koefisien penyerapan cahya sing dhuwur banget ing pita komunikasi optik. Iki minangka sing paling akeh digunakake ing persiapanfotodetektorlan uga nduweni kinerja arus peteng lan responsif sing paling luar biasa. Kapindho, bahan InGaAs lan InP nduweni kecepatan hanyutan elektron sing relatif dhuwur, kanthi kecepatan hanyutan elektron jenuh loro-lorone kira-kira 1 × 107 cm / s. Sauntara kuwi, ing medan listrik tartamtu, bahan InGaAs lan InP nuduhake efek overshoot kecepatan elektron, kanthi kecepatan overshoot tekan 4 × 107 cm / s lan 6 × 107 cm / s. Iki kondusif kanggo entuk bandwidth crossing sing luwih dhuwur. Saiki, fotodetektor InGaAs minangka fotodetektor sing paling umum kanggo komunikasi optik. Ing pasar, metode kopling permukaan-insiden minangka sing paling umum. Produk detektor permukaan-insiden kanthi 25 Gaud / s lan 56 Gaud / s wis bisa diprodhuksi massal. Detektor permukaan-insiden ukuran cilik, back-insiden, lan bandwidth dhuwur uga wis dikembangake, utamane kanggo aplikasi kayata kecepatan dhuwur lan saturasi dhuwur. Nanging, amarga watesan metode kopling, detektor insiden permukaan angel diintegrasikan karo piranti optoelektronik liyane. Mulane, kanthi panjaluk sing saya tambah kanggo integrasi optoelektronik, fotodetektor InGaAs sing digandhengake karo pandhu gelombang kanthi kinerja sing apik banget lan cocog kanggo integrasi wis dadi fokus riset. Antarane, modul fotodetektor InGaAs komersial 70GHz lan 110GHz meh kabeh nggunakake struktur kopling pandhu gelombang. Miturut bedane bahan substrat, fotodetektor InGaAs sing digandhengake karo pandhu gelombang utamane bisa diklasifikasikake dadi rong jinis: adhedhasar INP lan adhedhasar Si. Bahan epitaksial ing substrat InP nduweni kualitas dhuwur lan luwih cocog kanggo fabrikasi piranti kinerja dhuwur. Nanging, kanggo bahan klompok III-V sing ditanam utawa diikat ing substrat Si, amarga macem-macem ketidakcocokan antarane bahan InGaAs lan substrat Si, kualitas bahan utawa antarmuka relatif kurang apik, lan isih ana ruang sing cukup kanggo perbaikan kinerja piranti kasebut.
Stabilitas fotodetektor ing macem-macem lingkungan aplikasi, utamane ing kahanan ekstrem, uga minangka salah sawijining faktor kunci ing aplikasi praktis. Ing taun-taun pungkasan, jinis detektor anyar kayata perovskit, bahan organik lan rong dimensi, sing wis narik kawigaten akeh, isih ngadhepi akeh tantangan babagan stabilitas jangka panjang amarga kasunyatan manawa bahan kasebut dhewe gampang kena pengaruh faktor lingkungan. Sauntara kuwi, proses integrasi bahan anyar isih durung mateng, lan eksplorasi luwih lanjut isih dibutuhake kanggo produksi skala gedhe lan konsistensi kinerja.
Senajan introduksi induktor bisa nambah bandwidth piranti kanthi efektif saiki, nanging durung populer ing sistem komunikasi optik digital. Mulane, carane nyegah dampak negatif kanggo nyuda parameter RC parasit piranti kasebut minangka salah sawijining arah riset fotodetektor kecepatan tinggi. Kapindho, amarga bandwidth fotodetektor gandeng waveguide terus mundhak, kendala antarane bandwidth lan responsivitas wiwit muncul maneh. Sanajan fotodetektor Ge/Si lan fotodetektor InGaAs kanthi bandwidth 3dB ngluwihi 200GHz wis dilapurake, responsivitas kasebut durung marem. Cara nambah bandwidth nalika njaga responsivitas sing apik minangka topik riset sing penting, sing mbutuhake introduksi bahan sing kompatibel karo proses anyar (mobilitas dhuwur lan koefisien penyerapan dhuwur) utawa struktur piranti kecepatan tinggi anyar kanggo dirampungake. Kajaba iku, nalika bandwidth piranti mundhak, skenario aplikasi detektor ing pranala fotonik gelombang mikro bakal saya tambah. Ora kaya kedadeyan daya optik cilik lan deteksi sensitivitas dhuwur ing komunikasi optik, skenario iki, adhedhasar bandwidth dhuwur, duwe panjaluk daya saturasi sing dhuwur kanggo kedadeyan daya dhuwur. Nanging, piranti bandwidth dhuwur biasane nggunakake struktur ukuran cilik, mula ora gampang nggawe fotodetektor kecepatan dhuwur lan daya saturasi dhuwur, lan inovasi luwih lanjut bisa uga dibutuhake ing ekstraksi pembawa lan disipasi panas piranti kasebut. Pungkasan, nyuda arus peteng saka detektor kecepatan dhuwur tetep dadi masalah sing kudu diatasi dening fotodetektor kanthi ketidakcocokan kisi. Arus peteng utamane ana gandhengane karo kualitas kristal lan kahanan permukaan materi. Mulane, proses kunci kayata heteroepitaksi kualitas dhuwur utawa sistem ketidakcocokan kisi sing diikat mbutuhake riset lan investasi luwih akeh.
Wektu kiriman: 20-Agu-2025