муаррифӣ карданФотодетектор InGaAs
InGaAs яке аз маводҳои беҳтарин барои ноил шудан ба вокуниши баланд вафотодетектори баландсуръат. Аввалан, InGaAs як маводи нимноқили мустақими банд аст ва паҳнои диапазони онро метавон бо таносуби байни In ва Ga танзим кард, ки имкон медиҳад сигналҳои оптикии дарозии мавҷҳои гуногун муайян карда шавад. Дар байни онҳо, In0.53Ga0.47As бо торчаи субстрати InP комилан мувофиқ аст ва дорои коэффисиенти азхудкунии нур дар банди оптикӣ мебошад. Дар тайёр кардани он аз ҳама васеъ истифода мешавадфотодетекторва инчунин барҷастатарини ҷараёни торикӣ ва масъулиятро дорад. Сониян, ҳам InGaAs ва ҳам маводи InP суръати ҳаракати электронии нисбатан баланд доранд ва суръати гардиши электронии онҳо ҳарду тақрибан 1 × 107 см / с мебошанд. Дар ҳамин ҳол, дар зери майдонҳои мушаххаси барқ, маводи InGaAs ва InP таъсири аз ҳад зиёди суръати электрониро нишон медиҳанд, ки суръати аз ҳад зиёди онҳо мутаносибан ба 4 × 107 см/с ва 6 × 107 см/с мерасад. Он барои ноил шудан ба маҷрои баландтари убур мусоидат мекунад. Дар айни замон, фотодетекторҳои InGaAs маъмултарин фотодетектор барои иртиботи оптикӣ мебошанд. Дар бозор усули пайвастшавии рӯизаминӣ маъмултарин аст. Маҳсулоти детектори ҳодисаҳои рӯизаминӣ бо 25 Gaud/s ва 56 Gaud/s аллакай метавонад ба таври оммавӣ истеҳсол карда шавад. Детекторҳои хурдтар, қафо-инцидент ва фарохмаҷрои баланд-инсиденси рӯизаминӣ низ асосан барои барномаҳое ба монанди суръати баланд ва сершавии баланд таҳия карда шудаанд. Бо вуҷуди ин, аз сабаби маҳдудиятҳои усулҳои пайвастшавӣ, детекторҳои ҳодисаҳои рӯизаминӣ бо дигар дастгоҳҳои оптоэлектроникӣ ҳамгироӣ кардан душвор аст. Аз ин рӯ, бо афзоиши талабот ба интегратсияи оптоэлектронӣ, фотодетекторҳои мавҷгири InGaAs бо иҷрои аъло ва барои ҳамгироӣ мувофиқ тадриҷан ба маркази тадқиқот табдил ёфтанд. Дар байни онҳо, модулҳои фотодетектори тиҷоратии InGaAs 70 ГГц ва 110 ГГц қариб ҳама сохторҳои пайвасткунаки мавҷро қабул мекунанд. Мувофиқи фарқияти маводи субстрат, фотодетекторҳои мавҷҳои пайвастшудаи InGaAs метавонанд асосан ба ду намуд тасниф карда шаванд: дар асоси INP ва Си-асоси. Маводи эпитаксиалӣ дар субстратҳои InP дорои сифати баланд аст ва барои сохтани дастгоҳҳои баландсифат мувофиқтар аст. Бо вуҷуди ин, барои маводи гурӯҳи III-V, ки дар субстратҳои Si парвариш ё пайваст карда шудаанд, аз сабаби номувофиқатии мухталифи байни маводи InGaAs ва субстратҳои Si, сифати мавод ё интерфейси нисбатан паст аст ва барои беҳтар кардани кори дастгоҳҳо ҳанӯз ҳам имкони зиёде мавҷуд аст.
Устувории фотодетектор дар муҳитҳои гуногуни татбиқ, махсусан дар шароити шадид, инчунин яке аз омилҳои асосии татбиқи амалӣ мебошад. Солхои охир навъхои нави детекторхо ба монанди перовскит, материалхои органики ва дучанд, ки диккати зиёдро ба худ чалб кардаанд, аз чихати устувории дарозмуддат хануз ба душворихои зиёд дучор мешаванд, зеро худи материалхо ба таъсири омилхои мухити зист ба осонй таъсир мерасонанд. Дар ҳамин ҳол, раванди муттаҳидсозии маводҳои нав ҳанӯз ба камол нарасидааст ва барои пайвастагии истеҳсоли миқёси калон ва иҷрои кор таҳқиқоти минбаъда лозим аст.
Гарчанде, ки ҷорӣ намудани индукторҳо қобилияти самаранокии фарохмаҷрои дастгоҳҳоро зиёд кардан мумкин аст, аммо он дар системаҳои алоқаи оптикии рақамӣ маъмул нест. Аз ин рӯ, чӣ гуна пешгирӣ кардани таъсири манфии минбаъда коҳиш додани параметрҳои RC паразитии дастгоҳ яке аз самтҳои тадқиқотии фотодетектори баландсуръат мебошад. Дуюм, вақте ки маҷрои фотодетекторҳои пайвастшудаи мавҷ афзоиш меёбад, маҳдудият байни фарохмаҷро ва масъулият боз пайдо мешавад. Гарчанде ки фотодетекторҳои Ge/Si ва фотодетектори InGaAs бо паҳнои интиқоли 3дБ аз 200 ГГц зиёд гузориш шуда бошанд ҳам, масъулияти онҳо қаноатбахш нест. Чӣ тавр баланд бардоштани фарохмаҷро ҳангоми нигоҳ доштани ҷавобгарии хуб як мавзӯи муҳими тадқиқотӣ мебошад, ки барои ҳалли он метавонад ҷорӣ намудани маводи нави ба равандҳо мувофиқ (ҳаракатнокии баланд ва коэффисиенти баланди азхудкунӣ) ё сохторҳои нави дастгоҳи баландсуръатро талаб кунад. Илова бар ин, бо афзоиши маҷрои дастгоҳ, сенарияҳои татбиқи детекторҳо дар пайвандҳои фотоникӣ дар печи микромавҷӣ тадриҷан зиёд мешаванд. Баръакси ҳодисаҳои хурди қувваи оптикӣ ва муайянкунии ҳассосияти баланд дар иртиботи оптикӣ, ин сенария дар асоси фарохмаҷрои баланд, талабот ба қувваи пурқувват барои фаромадани нерӯи баланд дорад. Бо вуҷуди ин, дастгоҳҳои фарохмаҷрои баланд одатан сохторҳои хурдро қабул мекунанд, аз ин рӯ сохтани фотодетекторҳои баландсуръат ва пурқуввати баланд осон нест ва метавонад дар истихроҷи интиқолдиҳанда ва пароканда кардани гармии дастгоҳҳо навовариҳои минбаъда лозим шавад. Ниҳоят, кам кардани ҷараёни торикии детекторҳои баландсуръат як мушкилоте боқӣ мемонад, ки фотодетекторҳо бо номувофиқатии торҳо бояд онро ҳал кунанд. Ҷараёни торик асосан ба сифати кристалл ва ҳолати сатҳи мавод вобаста аст. Аз ин рӯ, равандҳои калидӣ, аз қабили гетероепитаксияи баландсифат ё пайвастшавӣ дар зери системаҳои номутобиқатии торҳо таҳқиқот ва сармоягузории бештарро талаб мекунанд.
Вақти фиристодан: 20 август-2025