ਐਵਲੈਂਚ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀ ਨਵੀਨਤਮ ਖੋਜ

ਦੀ ਨਵੀਨਤਮ ਖੋਜਐਵਲੈਂਡ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ

ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਖੋਜ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਫੌਜੀ ਖੋਜ, ਵਾਤਾਵਰਣ ਨਿਗਰਾਨੀ, ਡਾਕਟਰੀ ਨਿਦਾਨ ਅਤੇ ਹੋਰ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਰਵਾਇਤੀ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਸੀਮਾਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਖੋਜ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ, ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਗਤੀ ਅਤੇ ਹੋਰ। InAs/InAsSb ਕਲਾਸ II ਸੁਪਰਲੈਟੀਸ (T2SL) ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਟਿਊਨੇਬਿਲਟੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਲੰਬੀ-ਵੇਵ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ (LWIR) ਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਲਈ ਆਦਰਸ਼ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਲੰਬੀ ਵੇਵ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਕਮਜ਼ੋਰ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਸਮੱਸਿਆ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਤੋਂ ਚਿੰਤਾ ਦਾ ਵਿਸ਼ਾ ਰਹੀ ਹੈ, ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਡਿਵਾਈਸ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੀ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਸੀਮਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਐਵਲੈਂਚ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ (APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ) ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਹੈ, ਇਹ ਗੁਣਾ ਦੌਰਾਨ ਉੱਚ ਹਨੇਰੇ ਕਰੰਟ ਤੋਂ ਪੀੜਤ ਹੈ।

ਇਨ੍ਹਾਂ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ, ਚੀਨ ਦੀ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਆਫ਼ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਸਾਇੰਸ ਐਂਡ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਇੱਕ ਟੀਮ ਨੇ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਇੱਕ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਲਾਸ II ਸੁਪਰਲੈਟੀਸ (T2SL) ਲੰਬੀ-ਵੇਵ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਐਵਲੈਵਨ ਫੋਟੋਡਾਇਓਡ (APD) ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਹਨੇਰੇ ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ InAs/InAsSb T2SL ਸੋਖਕ ਪਰਤ ਦੀ ਹੇਠਲੀ ਔਗਰ ਰੀਕੰਬੀਨੇਸ਼ਨ ਦਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਇਸ ਦੇ ਨਾਲ ਹੀ, ਘੱਟ k ਮੁੱਲ ਵਾਲੇ AlAsSb ਨੂੰ ਕਾਫ਼ੀ ਲਾਭ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ ਡਿਵਾਈਸ ਸ਼ੋਰ ਨੂੰ ਦਬਾਉਣ ਲਈ ਗੁਣਕ ਪਰਤ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਲੰਬੀ ਵੇਵ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਖੋਜ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਹੱਲ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਡਿਟੈਕਟਰ ਇੱਕ ਸਟੈਪਡ ਟਾਇਰਡ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਅਪਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ InAs ਅਤੇ InAsSb ਦੇ ਰਚਨਾ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਵਿਵਸਥਿਤ ਕਰਕੇ, ਬੈਂਡ ਢਾਂਚੇ ਦਾ ਨਿਰਵਿਘਨ ਪਰਿਵਰਤਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਚੋਣ ਅਤੇ ਤਿਆਰੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਵਿੱਚ, ਇਹ ਅਧਿਐਨ ਡਿਟੈਕਟਰ ਨੂੰ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤੀ ਜਾਣ ਵਾਲੀ InAs/InAsSb T2SL ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਵਿਧੀ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਦਾ ਵਿਸਥਾਰ ਵਿੱਚ ਵਰਣਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। InAs/InAsSb T2SL ਦੀ ਰਚਨਾ ਅਤੇ ਮੋਟਾਈ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾਉਣਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਅਤੇ ਤਣਾਅ ਸੰਤੁਲਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਸਮਾਯੋਜਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਲੰਬੀ-ਵੇਵ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਖੋਜ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਵਿੱਚ, InAs/GaSb T2SL ਦੇ ​​ਸਮਾਨ ਕੱਟ-ਆਫ ਵੇਵਲੈਂਥ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ ਮੋਟੀ InAs/InAsSb T2SL ਸਿੰਗਲ ਪੀਰੀਅਡ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਮੋਟੀ ਮੋਨੋਸਾਈਕਲ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਸੋਖਣ ਗੁਣਾਂਕ ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਆਉਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ T2SL ਵਿੱਚ ਛੇਕਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਪੁੰਜ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿ Sb ਕੰਪੋਨੈਂਟ ਨੂੰ ਜੋੜਨ ਨਾਲ ਸਿੰਗਲ ਪੀਰੀਅਡ ਮੋਟਾਈ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਾਧਾ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਲੰਬੀ ਕੱਟਆਫ ਵੇਵਲੈਂਥ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ Sb ਰਚਨਾ Sb ਤੱਤਾਂ ਨੂੰ ਵੱਖ ਕਰਨ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਇਸ ਲਈ, Sb ਸਮੂਹ 0.5 ਦੇ ਨਾਲ InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL ਨੂੰ APD ਦੀ ਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਪਰਤ ਵਜੋਂ ਚੁਣਿਆ ਗਿਆ ਸੀ।ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ. InAs/InAsSb T2SL ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ GaSb ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਉੱਗਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਸਟ੍ਰੇਨ ਪ੍ਰਬੰਧਨ ਵਿੱਚ GaSb ਦੀ ਭੂਮਿਕਾ 'ਤੇ ਵਿਚਾਰ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਅਸਲ ਵਿੱਚ, ਸਟ੍ਰੇਨ ਸੰਤੁਲਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪੀਰੀਅਡ ਲਈ ਇੱਕ ਸੁਪਰਲੈਟੀਸ ਦੇ ਔਸਤ ਜਾਲੀ ਸਥਿਰਾਂਕ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੇ ਜਾਲੀ ਸਥਿਰਾਂਕ ਨਾਲ ਕਰਨਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, InAs ਵਿੱਚ ਟੈਂਸਿਲ ਸਟ੍ਰੇਨ ਨੂੰ InAsSb ਦੁਆਰਾ ਪੇਸ਼ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸੰਕੁਚਿਤ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੁਆਰਾ ਮੁਆਵਜ਼ਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ InAsSb ਪਰਤ ਨਾਲੋਂ ਇੱਕ ਮੋਟੀ InAs ਪਰਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਨੇ ਐਵਲੈੰਕਸ਼ਨ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀਆਂ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਮਾਪਿਆ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ, ਡਾਰਕ ਕਰੰਟ, ਸ਼ੋਰ, ਆਦਿ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ, ਅਤੇ ਸਟੈਪਡ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਲੇਅਰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੀ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ੀਲਤਾ ਦੀ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕੀਤੀ। ਐਵਲੈੰਕਸ਼ਨ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦੇ ਐਵਲੈੰਕਸ਼ਨ ਗੁਣਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਅਤੇ ਗੁਣਾ ਕਾਰਕ ਅਤੇ ਘਟਨਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸ਼ਕਤੀ, ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਹੋਰ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸਬੰਧਾਂ 'ਤੇ ਚਰਚਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ: (A) InAs/InAsSb ਲੰਬੀ-ਵੇਵ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਚਿੱਤਰ; (B) APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀ ਹਰੇਕ ਪਰਤ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡਾਂ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਚਿੱਤਰ।