Teknologi fotodetector anyar tipis

Teknologi Anyar sakaPhotoDetector Silicon Lancar
Struktur panangkar foton digunakake kanggo ningkatake panyerapan lampu ing tipisfoto silikon
Sistem ponsel cepet entuk traksi ing pirang-pirang aplikasi sing berkembang, kalebu komunikasi optik, sensasi lidar, lan imaging medis. Nanging, pariwara fotonik sing nyebar ing solusi rekayasa ing mangsa ngarep gumantung saka manufakturFotoDetektor, sing giliran gumantung saka jinis semikonduktor sing digunakake kanggo tujuan kasebut.
Cara tradisional, silikon (SI) dadi semikonduktor paling akeh ing industri elektronik, saengga umume industri wis mateng ngubengi materi iki. Sayange, Si duwe koefisien penyerapan lampu sing cukup ringkih ing spektrum sing cedhak karo inframerah (NIR) dibandhingake karo semikonduktor kayata Gallium Arsenide (Gaas). Amarga iki, GaAs lan wesi sing ana gandhengane wis berkembang ing aplikasi pegidawan nanging ora cocog karo proses logam-oxide semikonduktor (CMOS) sing digunakake ing produksi umume elektronik. Iki nyebabake tambah akeh biaya manufaktur.
Peneliti wis nggambarake penyerapan cedhak-inframerah ing Silikon, sing bisa nyebabake biaya risepan ing piranti sing cocog karo piranti sing anyar, lan tim riset UC Davis yaiku peliraan anyar kanggo nyerep lampu silikon ing film silikon. Ing kertas paling anyar ing fotoncal fotoncanced Nexus, dheweke nuduhake kanggo fotodettor eksperimen saka fotodetector berbasis silikon nganggo mikro-nano sing ora ana gandhengane karo Gaas lan semikonduktor klompok III-v. Fotodetektor kasusun saka piring silikon silikon micron-tebal sing diselehake ing substrat penebat, nganggo logam "nganggo logam" nyebar ing fashion Finger-Finger ing ndhuwur piring. Penting, silikon Lumpy diisi bolongan bunder sing disusun kanthi pola périodik sing tumindak minangka situs jupuk foton. Struktur sakabèhé piranti nyebabake lampu-lampu kedadeyan kasebut nyebabake meh 90 ° nalika tekan permukaan, saéngga bisa nyebar ing pesawat ing pesawat. Owah-owahan panyebaran lateral iki nambah dawa lelungan cahya lan kanthi efektif, ndadekke interaksi sing luwih entheng lan kanthi nambah penyerapan.
Peneliti uga nganakake simulasi optik lan analisis teori luwih ngerti efek struktur penjel foton, lan nindakake sawetara eksperimen mbandhingake foto lan tanpa wong liya. Dheweke nemokake manawa panangkap foton nyebabake perbaikan signifikan ing efisiensi penyerapan broadband ing spektrum nir, tetep ndhuwur 68% kanthi puncak 86%. Perlu dicathet yen ing band inframerah sing cedhak, penyerapan fotodetector njupuk fotodetector kaping pirang-pirang luwih dhuwur tinimbang silikon biasa, sing luwih gedhe arsenides. Kajaba iku, sanajan desain sing diusulake yaiku kanggo 1μm piring silikon, simulasi 30 NM lan 100 film silikon 100 sing kompatibel karo CMOS Electronics nuduhake kinerja sing padha.
Sakabèhé, asil saka panaliten iki nuduhake strategi janji kanggo ningkatake kinerja foto foto silikon ing aplikasi fotonics sing muncul. Penyerapan sing dhuwur bisa digayuh sanajan ing lapisan silikon tipis sing tipis, lan kapasitas parasit sirkuit bisa tetep kurang, sing kritis ing sistem kacepetan dhuwur. Kajaba iku, cara sing diusulake kompatiasi karo proses manufaktur CMO modern lan mulane nduweni potensial kanggo ndandani maneh cara optoelectronics Integrasi menyang sirkuit tradisional. Iki, bisa uga bisa nggawe plancongan kanggo stok ing jaringan komputer ultrafast sing terjangkau lan teknologi imaging sing terjangkau.