Муаррифӣ кунедФотодетектори InGaAs
InGaAs яке аз маводҳои беҳтарин барои ноил шудан ба вокуниши баланд аст вафотодетектори баландсуръатАввалан, InGaAs маводи нимноқилии мустақими банди банд аст ва паҳнои банди банди онро метавон бо таносуби байни In ва Ga танзим кард, ки имкон медиҳад сигналҳои оптикии дарозии мавҷҳои гуногун муайян карда шаванд. Дар байни онҳо, In0.53Ga0.47As бо шабакаи субстратии InP комилан мувофиқ аст ва дар банди алоқаи оптикӣ коэффитсиенти хеле баланди ҷабби нур дорад. Он дар тайёр кардани... васеъ истифода мешавад.фотодетекторва инчунин дорои беҳтарин самаранокии ҷараёни торик ва вокуниш мебошад. Дуюм, ҳам маводҳои InGaAs ва ҳам InP суръати нисбатан баланди дрейфи электрон доранд, ки суръати дрейфи электронии сершудаи онҳо тақрибан 1 × 107 см/с мебошад. Дар айни замон, дар зери майдонҳои мушаххаси электрикӣ, маводҳои InGaAs ва InP таъсири аз ҳад зиёд шудани суръати электронро нишон медиҳанд, ки суръати аз ҳад зиёд шудани онҳо мутаносибан ба 4 × 107 см/с ва 6 × 107 см/с мерасад. Ин барои ба даст овардани паҳнои банди баланди гузариш мусоидат мекунад. Дар айни замон, фотодетекторҳои InGaAs маъмултарин фотодетектор барои алоқаи оптикӣ мебошанд. Дар бозор, усули пайвасткунии рӯйдоди сатҳӣ маъмултарин аст. Маҳсулоти детекторҳои рӯйдоди сатҳӣ бо 25 Гауд/с ва 56 Гауд/с аллакай метавонанд ба таври оммавӣ истеҳсол карда шаванд. Детекторҳои рӯйдоди сатҳӣ бо андозаи хурдтар, рӯйдоди қафо ва паҳнои баланди банд низ таҳия шудаанд, асосан барои барномаҳо ба монанди суръати баланд ва сершавии баланд. Аммо, аз сабаби маҳдудиятҳои усулҳои пайвасткунии онҳо, детекторҳои садамаҳои сатҳӣ бо дигар дастгоҳҳои оптоэлектронӣ муттаҳид карда намешаванд. Аз ин рӯ, бо афзоиши талабот ба ҳамгироии оптоэлектронӣ, фотодетекторҳои InGaAs бо мавҷгири пайвастшуда бо иҷрои аъло ва мувофиқ барои ҳамгироӣ тадриҷан ба маркази тадқиқот табдил ёфтаанд. Дар байни онҳо, модулҳои фотодетекторҳои тиҷоратии InGaAs бо басомади 70 ГГц ва 110 ГГц қариб ҳама сохторҳои пайвасткунии мавҷгирро истифода мебаранд. Мувофиқи фарқияти маводҳои субстратӣ, фотодетекторҳои InGaAs бо мавҷгири пайвастшуда асосан ба ду намуд тақсим карда мешаванд: дар асоси INP ва дар асоси Si. Маводи эпитаксиалӣ дар субстратҳои InP сифати баланд дорад ва барои истеҳсоли дастгоҳҳои баландсифат бештар мувофиқ аст. Аммо, барои маводҳои гурӯҳи III-V, ки дар субстратҳои Si парвариш ё пайваст карда шудаанд, аз сабаби номувофиқатиҳои гуногун байни маводҳои InGaAs ва субстратҳои Si, сифати мавод ё интерфейс нисбатан паст аст ва ҳанӯз ҳам имкониятҳои назаррас барои беҳтар кардани кори дастгоҳҳо мавҷуданд.
Устувории фотодетектор дар муҳитҳои гуногуни татбиқӣ, бахусус дар шароити шадид, яке аз омилҳои калидӣ дар татбиқи амалӣ мебошад. Дар солҳои охир, намудҳои нави детекторҳо, ба монанди перовскит, маводҳои органикӣ ва дученака, ки таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кардаанд, то ҳол бо мушкилоти зиёде аз ҷиҳати устувории дарозмуддат рӯбарӯ ҳастанд, зеро худи маводҳо ба осонӣ аз омилҳои экологӣ таъсир мебинанд. Дар айни замон, раванди ҳамгироии маводҳои нав ҳанӯз пухта нашудааст ва барои истеҳсоли миқёси калон ва устувории кор таҳқиқоти минбаъда лозим аст.
Гарчанде ки ҷорӣ кардани индукторҳо метавонад паҳнои банди дастгоҳҳоро дар айни замон самаранок афзоиш диҳад, он дар системаҳои рақамии алоқаи оптикӣ маъмул нест. Аз ин рӯ, чӣ гуна пешгирӣ кардани таъсири манфӣ барои коҳиш додани параметрҳои паразитии RC-и дастгоҳ яке аз самтҳои таҳқиқоти фотодетектори баландсуръат аст. Дуюм, бо афзоиши паҳнои банди фотодетекторҳои пайвастшудаи мавҷгир, маҳдудияти байни паҳнои банд ва посухдиҳӣ дубора ба миён меояд. Гарчанде ки дар бораи фотодетекторҳои Ge/Si ва фотодетектори InGaAs бо паҳнои банди 3dB аз 200GHz гузориш дода шудааст, посухдиҳии онҳо қаноатбахш нест. Чӣ гуна паҳнои бандро афзоиш додан ва ҳангоми нигоҳ доштани посухдиҳии хуб мавзӯи муҳими тадқиқотӣ аст, ки метавонад ҷорӣ кардани маводҳои нави мувофиқ ба раванд (ҳаракати баланд ва коэффисиенти баланди ҷаббида) ё сохторҳои нави дастгоҳҳои баландсуръатро барои ҳалли масъала талаб кунад. Илова бар ин, бо афзоиши паҳнои банди дастгоҳ, сенарияҳои татбиқи детекторҳо дар пайвандҳои фотонии микроволновка тадриҷан афзоиш хоҳанд ёфт. Бар хилофи пайдоиши хурди қувваи оптикӣ ва ошкоркунии ҳассосияти баланд дар алоқаи оптикӣ, ин сенария, дар асоси паҳнои банди баланд, барои пайдоиши қувваи баланд талаботи баланди сершавӣ дорад. Аммо, дастгоҳҳои дорои паҳнои баланд одатан сохторҳои андозаи хурдро истифода мебаранд, аз ин рӯ, сохтани фотодетекторҳои баландсуръат ва дорои қувваи сершавии баланд осон нест ва метавонад дар истихроҷи интиқолдиҳанда ва парокандагии гармии дастгоҳҳо навовариҳои бештар лозим шаванд. Ниҳоят, кам кардани ҷараёни торикии детекторҳои баландсуръат мушкилоте боқӣ мемонад, ки фотодетекторҳо бо номувофиқатии шабака бояд онро ҳал кунанд. Ҷараёни торик асосан бо сифати кристалл ва ҳолати сатҳи мавод алоқаманд аст. Аз ин рӯ, равандҳои калидӣ ба монанди гетероэпитаксияи баландсифат ё пайвандкунӣ дар зери системаҳои номувофиқатии шабака таҳқиқот ва сармоягузории бештарро талаб мекунанд.
Вақти нашр: 20 августи соли 2025