Пешрафти тадқиқотФотодетектори InGaAs
Бо афзоиши экспоненсиалии ҳаҷми интиқоли маълумоти коммуникатсионӣ, технологияи пайвасти оптикӣ технологияи анъанавии пайвасти барқиро иваз кард ва ба технологияи асосии интиқоли баландсуръати паст ва камталафоти масофаҳои миёна ва дур табдил ёфт. Ҳамчун ҷузъи асосии нуқтаи қабулкунандаи оптикӣ,фотодетекторталаботи рӯзафзун барои кори баландсуръати худ баландтар аст. Дар байни онҳо, фотодетектори пайвастшудаи мавҷгир андозаи хурд, паҳнои баланди банд ва ба осонӣ дар чип бо дигар дастгоҳҳои оптоэлектронӣ муттаҳид карда мешавад, ки ин самти тадқиқоти ошкоркунии баландсуръат мебошад. Ва онҳо намояндагтарин фотодетекторҳо дар банди алоқаи наздики инфрасурх мебошанд.
InGaAs яке аз маводҳои беҳтарин барои ноил шудан ба суръати баланд вафотодетекторҳои дорои вокуниши баландАввалан, InGaAs як маводи нимноқилии банди мустақим аст ва паҳнои 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 коэффисиенти хеле баланди ҷабби нур дорад. Он дар тайёр кардани фотодетектор васеъ истифода мешавад ва инчунин дорои беҳтарин нишондиҳандаҳои 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 аст. Дар айни замон, дар зери майдонҳои электрикии мушаххас, маводҳои InGaAs ва InP таъсири аз ҳад зиёд суръати электронро нишон медиҳанд, ки суръати аз ҳад зиёд суръати онҳо мутаносибан ба 4 × 107 см/с ва 6 × 107 см/с мерасад. Ин барои ба даст овардани паҳнои баланди гузариш мусоидат мекунад. Дар айни замон, фотодетекторҳои InGaAs маъмултарин фотодетекторҳо барои алоқаи оптикӣ мебошанд. Детекторҳои сатҳии ҳодисаҳои хурдтар, ки аз рӯйдодҳои қафо бармегарданд ва дорои паҳнои баланди банд низ таҳия шудаанд, ки асосан дар барномаҳо ба монанди суръати баланд ва сершавии баланд истифода мешаванд.
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.
Дастгоҳ ба ҷои InP ҳамчун маводи минтақаи камшавӣ аз InGaAsP истифода мебарад. Гарчанде ки он суръати гардиши сершавии электронҳоро то андозае коҳиш медиҳад, он пайвастшавии нури афтандаро аз мавҷгир ба минтақаи ҷаббида беҳтар мекунад. Дар айни замон, қабати тамосии навъи N-и InGaAsP хориҷ карда мешавад ва дар ҳар ду тарафи сатҳи навъи P фосилаи хурд ба вуҷуд меояд, ки маҳдудияти майдони рӯшноиро самаранок афзоиш медиҳад. Ин барои ба даст овардани масъулияти баландтари дастгоҳ мусоидат мекунад.
Вақти нашр: 28 июли соли 2025