Àwọn olùṣètò fọ́tò oníyára gíga ni InGaAs ṣe àgbékalẹ̀ wọn

Àwọn fọ́tò tí ń ṣe àwárí iyàrá gíga ni a ṣe àgbékalẹ̀ nípasẹ̀Àwọn olùwádìí fọ́tò InGaAs

Àwọn fọ́tò-onímọ̀-ẹ̀rọ iyara gíganínú iṣẹ́ ìbánisọ̀rọ̀ opitika, àwọn photodetectors InGaAs III-V àti IV full Si àti Ge/Àwọn olùwádìí fọ́tò. Èyí àkọ́kọ́ jẹ́ ẹ̀rọ ìwádìí infrared onígbàlódé, èyí tí ó ti jẹ́ olórí fún ìgbà pípẹ́, nígbà tí èyí kejì gbẹ́kẹ̀lé ìmọ̀ ẹ̀rọ opitika silicon láti di ìràwọ̀ tí ń gòkè, ó sì jẹ́ ibi tí ó gbóná janjan nínú iṣẹ́ ìwádìí optoelectronics kárí ayé ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí. Ní àfikún, àwọn ẹ̀rọ ìwádìí tuntun tí a gbé ka orí àwọn ohun èlò perovskite, organic àti onípele méjì ń dàgbàsókè kíákíá nítorí àwọn àǹfààní ìṣiṣẹ́ tí ó rọrùn, ìyípadà tí ó dára àti àwọn ohun ìní tí a lè tún ṣe. Àwọn ìyàtọ̀ pàtàkì wà láàrín àwọn ẹ̀rọ ìwádìí tuntun wọ̀nyí àti àwọn photodetectors aláìlẹ́gbẹ́ ìbílẹ̀ nínú àwọn ohun ìní ohun èlò àti àwọn ìlànà ìṣelọ́pọ́. Àwọn ẹ̀rọ ìwádìí Perovskite ní àwọn ànímọ́ gbígbà ìmọ́lẹ̀ tí ó dára àti agbára gbígbé agbára ìgbóná, àwọn ẹ̀rọ ìwádìí ohun èlò organic ni a lò fún iye owó tí ó rẹlẹ̀ àti àwọn elekitironi tí ó rọ, àti àwọn ẹ̀rọ ìwádìí ohun èlò onípele méjì ti fa àfiyèsí púpọ̀ nítorí àwọn ohun ìní ara àrà ọ̀tọ̀ wọn àti ìṣíkiri gíga. Síbẹ̀síbẹ̀, ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ẹ̀rọ ìwádìí InGaAs àti Si/Ge, àwọn ẹ̀rọ ìwádìí tuntun ṣì nílò láti mú sunwọ̀n síi ní ti ìdúróṣinṣin ìgbà pípẹ́, ìdàgbàsókè iṣẹ́ àti ìṣọ̀kan.

InGaAs jẹ́ ọ̀kan lára ​​àwọn ohun èlò tó dára jùlọ fún mímú kí àwọn photodetectors yára gíga àti ìdáhùn gíga ṣiṣẹ́. Àkọ́kọ́, InGaAs jẹ́ ohun èlò semiconductor bandgap tààrà, a sì lè ṣe àkóso ìbú bandgap rẹ̀ nípasẹ̀ ìpíndọ́gba láàárín In àti Ga láti ṣàwárí àwọn àmì opitika ti onírúurú ìgbì omi. Láàrín wọn, In0.53Ga0.47As bá àwọn substrate lattice ti InP mu dáadáa, ó sì ní ìwọ̀n ìfàmọ́ra ìmọ́lẹ̀ ńlá nínú opitika ibaraẹnisọrọ, èyí tí ó jẹ́ èyí tí a lò jùlọ nínú ìpèsèfotodetectors, àti iṣẹ́ ìṣàn dúdú àti ìṣiṣẹ́ ìdáhùnpadà náà ni ó dára jùlọ. Èkejì, àwọn ohun èlò InGaAs àti InP méjèèjì ní iyàrá ìyípadà elekitironi gíga, iyàrá ìyípadà elekitironi tí ó kún wọn sì jẹ́ nǹkan bí 1×107 cm/s. Ní àkókò kan náà, àwọn ohun èlò InGaAs àti InP ní ipa ìyípadà elekitironi iyara lórí pápá iná mànàmáná pàtó kan. A lè pín iyàrá ìyípadà sí 4× 107cm/s àti 6×107cm/s, èyí tí ó ṣe ìrànlọ́wọ́ fún mímú iyàrá ìyípadà àkókò tí ó tóbi jù wá. Lọ́wọ́lọ́wọ́, InGaAs photodetector ni photodetector tí ó gbajúmọ̀ jùlọ fún ìbánisọ̀rọ̀ opitika, àti ọ̀nà ìsopọ̀ ìyípadà ojú ilẹ̀ ni a ń lò jùlọ ní ọjà, a sì ti rí àwọn ọjà 25 Gbaud/s àti 56 Gbaud/s tí ó ń ṣe àwárí ìṣẹ̀dá ojú ilẹ̀. A ti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ohun èlò ìṣẹ̀dá ojú ilẹ̀ tí ó kéré, ìṣẹ̀dá ẹ̀yìn àti ìṣẹ̀dá ojú ilẹ̀ tí ó tóbi, èyí tí ó yẹ fún àwọn ohun èlò ìyípadà gíga àti ìwúwo gíga. Síbẹ̀síbẹ̀, ìwádìí ìṣẹ̀dá ojú ilẹ̀ ní ààlà nípasẹ̀ ipò ìsopọ̀ rẹ̀ ó sì ṣòro láti ṣepọ pẹ̀lú àwọn ẹ̀rọ optoelectronic mìíràn. Nítorí náà, pẹ̀lú àtúnṣe àwọn ìbéèrè ìṣọ̀kan optoelectronic, àwọn photodetectors InGaAs tí a so pọ̀ pẹ̀lú iṣẹ́ tó dára jùlọ tí ó sì yẹ fún ìṣọ̀kan ti di àfiyèsí ìwádìí díẹ̀díẹ̀, lára ​​èyí tí àwọn modulu photoprobe InGaAs 70 GHz àti 110 GHz ti ń lo àwọn ètò ìsopọ̀ waveguide. Gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò substrate tó yàtọ̀ síra, a lè pín ìsopọ̀ waveguide InGaAs photoelectric probe sí ẹ̀ka méjì: InP àti Si. Ohun èlò epitaxial lórí substrate InP ní dídára gíga ó sì yẹ fún ìpèsè àwọn ẹ̀rọ iṣẹ́ gíga. Síbẹ̀síbẹ̀, onírúurú àìbáramu láàárín àwọn ohun èlò III-V, àwọn ohun èlò InGaAs àti àwọn substrate Si tí a gbìn tàbí tí a so pọ̀ lórí àwọn substrate Si yọrí sí ohun èlò tàbí dídára ìsopọ̀ tí kò dára, iṣẹ́ ẹ̀rọ náà sì ṣì ní àyè ńlá fún ìdàgbàsókè.