A última investigación do fotodetector de avalanchas

A última investigación defotodetector de avalanchas

A tecnoloxía de detección por infravermellos úsase amplamente no recoñecemento militar, vixilancia ambiental, diagnóstico médico e outros campos. Os detectores infravermellos tradicionais teñen algunhas limitacións no rendemento, como a sensibilidade de detección, a velocidade de resposta, etc. Os materiais InAs/InAsSb Clase II superrettice (T2SL) teñen excelentes propiedades fotoeléctricas e axustabilidade, polo que son ideais para detectores de infravermellos de onda longa (LWIR). O problema da resposta débil na detección de infravermellos de onda longa foi unha preocupación durante moito tempo, o que limita moito a fiabilidade das aplicacións dos dispositivos electrónicos. Aínda que o fotodetector de avalanchas (Fotodetector APD) ten un excelente rendemento de resposta, sofre unha alta corrente escura durante a multiplicación.

Para resolver estes problemas, un equipo da Universidade de Ciencia e Tecnoloxía Electrónica de China deseñou con éxito un fotodiodo de avalancha infravermella de onda longa (APD) de Clase II de alto rendemento (T2SL). Os investigadores utilizaron a menor taxa de recombinación do barreno da capa absorbente InAs/InAsSb T2SL para reducir a corrente escura. Ao mesmo tempo, AlAsSb cun valor k baixo úsase como capa multiplicadora para suprimir o ruído do dispositivo mantendo unha ganancia suficiente. Este deseño proporciona unha solución prometedora para promover o desenvolvemento da tecnoloxía de detección por infravermellos de onda longa. O detector adopta un deseño escalonado e, ao axustar a relación de composición de InAs e InAsSb, conséguese a transición suave da estrutura de bandas e mellora o rendemento do detector. En canto ao proceso de selección e preparación do material, este estudo describe en detalle o método de crecemento e os parámetros do proceso do material InAs/InAsSb T2SL utilizado para preparar o detector. Determinar a composición e o grosor de InAs/InAsSb T2SL é fundamental e é necesario axustar os parámetros para lograr o equilibrio de tensión. No contexto da detección infravermella de onda longa, para acadar a mesma lonxitude de onda de corte que InAs/GaSb T2SL, é necesario un período único InAs/InAsSb T2SL máis groso. Non obstante, un monociclo máis groso produce unha diminución do coeficiente de absorción na dirección do crecemento e un aumento da masa efectiva dos buratos en T2SL. Descúbrese que engadir un compoñente Sb pode acadar unha lonxitude de onda de corte máis longa sen aumentar significativamente o espesor dun único período. Non obstante, a composición excesiva de Sb pode levar á segregación dos elementos Sb.

Polo tanto, seleccionouse InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL co grupo Sb 0.5 como a capa activa de APDfotodetector. InAs/InAsSb T2SL crece principalmente en substratos de GaSb, polo que hai que ter en conta o papel de GaSb na xestión de cepas. Esencialmente, conseguir o equilibrio de deformación implica comparar a constante de rede media dunha superreticular durante un período coa constante de rede do substrato. Xeralmente, a tensión de tracción no InAs compénsase pola deformación de compresión introducida polo InAsSb, o que resulta nunha capa de InAs máis grosa que a capa de InAsSb. Este estudo mediu as características de resposta fotoeléctrica do fotodetector de avalanchas, incluíndo a resposta espectral, a corrente escura, o ruído, etc., e comprobouse a eficacia do deseño da capa de gradiente escalonado. Analízase o efecto de multiplicación de avalanchas do fotodetector de avalanchas e analízase a relación entre o factor de multiplicación e a potencia da luz incidente, a temperatura e outros parámetros.

FIG. (A) Diagrama esquemático do fotodetector APD infravermello de onda longa InAs/InAsSb; (B) Diagrama esquemático de campos eléctricos en cada capa do fotodetector APD.