As últimas pesquisas defotodetector de avalanche
A tecnologia de detecção infravermelha é amplamente utilizada em reconhecimento militar, monitoramento ambiental, diagnóstico médico e outros campos. Os detectores infravermelhos tradicionais têm algumas limitações de desempenho, como sensibilidade de detecção, velocidade de resposta e assim por diante. Os materiais de superrede InAs/InAsSb Classe II (T2SL) possuem excelentes propriedades fotoelétricas e sintonizabilidade, tornando-os ideais para detectores infravermelhos de ondas longas (LWIR). O problema da resposta fraca na detecção infravermelha de ondas longas tem sido uma preocupação há muito tempo, o que limita bastante a confiabilidade das aplicações de dispositivos eletrônicos. Embora o fotodetector de avalanche (Fotodetector APD) tem excelente desempenho de resposta, sofre alta corrente escura durante a multiplicação.
Para resolver esses problemas, uma equipe da Universidade de Ciência Eletrônica e Tecnologia da China projetou com sucesso um fotodiodo de avalanche infravermelho de onda longa (APD) de superrede Classe II (T2SL) de alto desempenho. Os pesquisadores usaram a menor taxa de recombinação do sem-fim da camada absorvedora InAs/InAsSb T2SL para reduzir a corrente escura. Ao mesmo tempo, AlAsSb com baixo valor k é usado como camada multiplicadora para suprimir o ruído do dispositivo enquanto mantém ganho suficiente. Este projeto fornece uma solução promissora para promover o desenvolvimento de tecnologia de detecção infravermelha de ondas longas. O detector adota um design em camadas escalonadas e, ao ajustar a proporção de composição de InAs e InAsSb, a transição suave da estrutura da banda é alcançada e o desempenho do detector é melhorado. Em termos de seleção de material e processo de preparação, este estudo descreve detalhadamente o método de crescimento e os parâmetros de processo do material InAs/InAsSb T2SL usado para preparar o detector. Determinar a composição e espessura do InAs/InAsSb T2SL é fundamental e o ajuste dos parâmetros é necessário para alcançar o equilíbrio de tensão. No contexto da detecção infravermelha de ondas longas, para atingir o mesmo comprimento de onda de corte que InAs/GaSb T2SL, é necessário um único período InAs/InAsSb T2SL mais espesso. Porém, um monociclo mais espesso resulta numa diminuição do coeficiente de absorção na direção do crescimento e num aumento na massa efetiva dos furos no T2SL. Verifica-se que a adição do componente Sb pode atingir um comprimento de onda de corte mais longo sem aumentar significativamente a espessura do período único. No entanto, a composição excessiva de Sb pode levar à segregação dos elementos Sb.
Portanto, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL com grupo Sb 0.5 foi selecionado como a camada ativa de APDfotodetector. InAs/InAsSb T2SL cresce principalmente em substratos de GaSb, portanto o papel do GaSb no gerenciamento de deformação precisa ser considerado. Essencialmente, alcançar o equilíbrio de deformação envolve comparar a constante de rede média de uma super-rede durante um período com a constante de rede do substrato. Geralmente, a deformação de tração no InAs é compensada pela deformação compressiva introduzida pelo InAsSb, resultando em uma camada de InAs mais espessa do que a camada de InAsSb. Este estudo mediu as características da resposta fotoelétrica do fotodetector de avalanche, incluindo resposta espectral, corrente escura, ruído, etc., e verificou a eficácia do projeto da camada gradiente escalonada. O efeito de multiplicação de avalanche do fotodetector de avalanche é analisado, e a relação entre o fator de multiplicação e a potência da luz incidente, temperatura e outros parâmetros é discutida.
FIGO. (A) Diagrama esquemático do fotodetector APD infravermelho de onda longa InAs/InAsSb; (B) Diagrama esquemático de campos elétricos em cada camada do fotodetector APD.
Horário da postagem: 06/01/2025