Kajian terkini tentangpengesan foto runtuhan salji
Teknologi pengesanan inframerah digunakan secara meluas dalam peninjauan ketenteraan, pemantauan alam sekitar, diagnosis perubatan dan bidang lain. Pengesan inframerah tradisional mempunyai beberapa batasan dalam prestasi, seperti kepekaan pengesanan, kelajuan tindak balas dan sebagainya. Bahan superlattice Kelas II InAs/InAsSb (T2SL) mempunyai sifat fotoelektrik dan kebolehtalaan yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk pengesan inframerah gelombang panjang (LWIR). Masalah tindak balas yang lemah dalam pengesanan inframerah gelombang panjang telah menjadi kebimbangan sejak sekian lama, yang sangat mengehadkan kebolehpercayaan aplikasi peranti elektronik. Walaupun pengesan foto runtuhan salji (Pengesan foto APD) mempunyai prestasi tindak balas yang sangat baik, ia mengalami arus gelap yang tinggi semasa pendaraban.
Untuk menyelesaikan masalah ini, satu pasukan dari Universiti Sains dan Teknologi Elektronik China telah berjaya mereka bentuk fotodiod runtuhan inframerah gelombang panjang (APD) superlattice Kelas II (T2SL) berprestasi tinggi. Para penyelidik menggunakan kadar penggabungan semula auger yang lebih rendah bagi lapisan penyerap InAs/InAsSb T2SL untuk mengurangkan arus gelap. Pada masa yang sama, AlAsSb dengan nilai k yang rendah digunakan sebagai lapisan pengganda untuk menyekat hingar peranti sambil mengekalkan gandaan yang mencukupi. Reka bentuk ini menyediakan penyelesaian yang menjanjikan untuk menggalakkan pembangunan teknologi pengesanan inframerah gelombang panjang. Pengesan menggunakan reka bentuk berperingkat bertingkat, dan dengan melaraskan nisbah komposisi InAs dan InAsSb, peralihan struktur jalur yang lancar dicapai, dan prestasi pengesan dipertingkatkan. Dari segi pemilihan bahan dan proses penyediaan, kajian ini menerangkan secara terperinci kaedah pertumbuhan dan parameter proses bahan InAs/InAsSb T2SL yang digunakan untuk menyediakan pengesan. Menentukan komposisi dan ketebalan InAs/InAsSb T2SL adalah kritikal dan pelarasan parameter diperlukan untuk mencapai keseimbangan tegasan. Dalam konteks pengesanan inframerah gelombang panjang, untuk mencapai panjang gelombang pemotongan yang sama seperti InAs/GaSb T2SL, tempoh tunggal InAs/InAsSb T2SL yang lebih tebal diperlukan. Walau bagaimanapun, monokitar yang lebih tebal mengakibatkan penurunan pekali penyerapan dalam arah pertumbuhan dan peningkatan jisim berkesan lubang dalam T2SL. Didapati bahawa penambahan komponen Sb boleh mencapai panjang gelombang pemotongan yang lebih panjang tanpa meningkatkan ketebalan tempoh tunggal dengan ketara. Walau bagaimanapun, komposisi Sb yang berlebihan boleh menyebabkan pengasingan unsur Sb.
Oleh itu, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL dengan kumpulan Sb 0.5 telah dipilih sebagai lapisan aktif APDpengesan fotoInAs/InAsSb T2SL terutamanya tumbuh pada substrat GaSb, jadi peranan GaSb dalam pengurusan terikan perlu dipertimbangkan. Pada asasnya, mencapai keseimbangan terikan melibatkan perbandingan purata pemalar kekisi superkekisi untuk satu tempoh dengan pemalar kekisi substrat. Secara amnya, terikan tegangan dalam InAs dikompensasikan oleh terikan mampatan yang diperkenalkan oleh InAsSb, menghasilkan lapisan InAs yang lebih tebal daripada lapisan InAsSb. Kajian ini mengukur ciri-ciri tindak balas fotoelektrik fotopengesan runtuhan salji, termasuk tindak balas spektrum, arus gelap, hingar, dsb., dan mengesahkan keberkesanan reka bentuk lapisan kecerunan bertingkat. Kesan pendaraban runtuhan salji fotopengesan runtuhan salji dianalisis, dan hubungan antara faktor pendaraban dan kuasa cahaya tuju, suhu dan parameter lain dibincangkan.
RAJAH (A) Gambarajah skematik fotodetektor APD inframerah gelombang panjang InAs/InAsSb; (B) Gambarajah skematik medan elektrik pada setiap lapisan fotodetektor APD.
Masa siaran: 6 Jan-2025