InGaAs فوتودېتكتورلىرى تەرىپىدىن يۇقىرى سۈرئەتلىك فوتودېتكتورلار تونۇشتۇرۇلدى

يۇقىرى سۈرئەتلىك فوتودېتېكتورلار تونۇشتۇرۇلدىInGaAs فوتودېتېكتورلىرى

يۇقىرى سۈرئەتلىك فوتودېتېكتورلارئوپتىكىلىق ئالاقە ساھەسىدە ئاساسلىقى III-V InGaAs فوتودېتېكتورلىرى ۋە IV تولۇق Si ۋە Ge/ نى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.Si فوتودېتېكتورلىرىئالدىنقىسى ئۇزۇن مەزگىلدىن بۇيان ئاساسلىق ئورۇندا تۇرۇپ كېلىۋاتقان ئەنئەنىۋى يېقىن ئىنفىرا قىزىل نۇر دېتېكتورى، كېيىنكىسى كرېمنىي ئوپتىكىلىق تېخنىكىسىغا تايىنىپ، گۈللىنىۋاتقان يۇلتۇزغا ئايلاندى، ھەمدە يېقىنقى يىللاردىن بۇيان خەلقئارا ئوپتوئېلېكترون تەتقىقاتى ساھەسىدىكى قىزىق نۇقتا بولۇپ كەلدى. بۇنىڭدىن باشقا، پېروۋىسكىت، ئورگانىك ۋە ئىككى ئۆلچەملىك ماتېرىياللارغا ئاساسلانغان يېڭى دېتېكتورلار ئاسان پىششىقلاپ ئىشلەش، ياخشى ئەۋرىشىمچانلىق ۋە تەڭشىگىلى بولىدىغان خۇسۇسىيەتلەر قاتارلىق ئەۋزەللىكلىرى سەۋەبىدىن تېز سۈرئەتتە تەرەققىي قىلماقتا. بۇ يېڭى دېتېكتورلار بىلەن ئەنئەنىۋى ئانئورگانىك فوتو دېتېكتورلار ئوتتۇرىسىدا ماتېرىيال خۇسۇسىيىتى ۋە ئىشلەپچىقىرىش جەريانلىرىدا زور پەرق بار. پېروۋىسكىت دېتېكتورلىرى ئەلا سۈپەتلىك نۇر سۈمۈرۈش خۇسۇسىيىتىگە ۋە ئۈنۈملۈك زەرەت توشۇش ئىقتىدارىغا ئىگە، ئورگانىك ماتېرىيال دېتېكتورلىرى ئەرزان باھالىق ۋە ئەۋرىشىمچان ئېلېكترونلىرى سەۋەبىدىن كەڭ قوللىنىلىدۇ، ئىككى ئۆلچەملىك ماتېرىيال دېتېكتورلىرى ئۆزگىچە فىزىكىلىق خۇسۇسىيىتى ۋە يۇقىرى توشۇغۇچى ھەرىكەتچانلىقى سەۋەبىدىن كۆپچىلىكنىڭ دىققىتىنى تارتتى. قانداقلا بولمىسۇن، InGaAs ۋە Si/Ge دېتېكتورلىرىغا سېلىشتۇرغاندا، يېڭى دېتېكتورلار ئۇزۇن مۇددەتلىك مۇقىملىق، ئىشلەپچىقىرىشنىڭ پىشىپ يېتىلىشى ۋە بىر گەۋدىلىشىش جەھەتتە يەنىلا ياخشىلىنىشى كېرەك.

InGaAs يۇقىرى سۈرئەتلىك ۋە يۇقىرى ئىنكاسلىق فوتوئېلېكترونلۇق سىگناللارنى ئىشلەپچىقىرىشتىكى ئەڭ ياخشى ماتېرىياللارنىڭ بىرى. ئالدى بىلەن، InGaAs بىۋاسىتە بەلۋاغ بوشلۇقى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال بولۇپ، ئۇنىڭ بەلۋاغ بوشلۇقىنىڭ كەڭلىكىنى In بىلەن Ga نىڭ نىسبىتى ئارقىلىق تەڭشەپ، ھەر خىل دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى ئوپتىكىلىق سىگناللارنى بايقىغىلى بولىدۇ. بۇنىڭ ئىچىدە، In0.53Ga0.47As InP نىڭ ئاساسىي تاختىسى بىلەن مۇكەممەل ماسلىشىدۇ ھەمدە ئوپتىكىلىق ئالاقە بەلبېغىدا يۇقىرى نۇر يۇتۇش كوئېففىتسېنتى بار، بۇ ئوپتىكىلىق سىگناللارنى تەييارلاشتا ئەڭ كۆپ قوللىنىلىدۇ.Photodetectors، قاراڭغۇ توك ۋە ئىنكاس قايتۇرۇش ئىقتىدارىمۇ ئەڭ ياخشى. ئىككىنچىدىن، InGaAs ۋە InP ماتېرىياللىرىنىڭ ھەر ئىككىسىنىڭ ئېلېكتروننىڭ يۆتكىلىش سۈرئىتى يۇقىرى، تويۇنغان ئېلېكتروننىڭ يۆتكىلىش سۈرئىتى تەخمىنەن 1×107 cm/s. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، InGaAs ۋە InP ماتېرىياللىرى مەلۇم ئېلېكتر مەيدانى ئاستىدا ئېلېكتروننىڭ سۈرئىتىدىن ئېشىپ كېتىش ئۈنۈمىگە ئىگە. ئېشىپ كېتىش سۈرئىتىنى 4×107 cm/s ۋە 6×107 cm/s دەپ ئايرىغىلى بولىدۇ، بۇ چوڭراق توشۇغۇچىنىڭ ۋاقىت چەكلىمىسى بار كەڭلىكنى ئىشقا ئاشۇرۇشقا پايدىلىق. ھازىر، InGaAs فوتودېتېكتورى ئوپتىكىلىق ئالاقە ئۈچۈن ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان فوتودېتېكتور بولۇپ، بازاردا يۈزە چۈشۈشنى تۇتاشتۇرۇش ئۇسۇلى كۆپ ئىشلىتىلىدۇ، ھەمدە 25 Gbaud/s ۋە 56 Gbaud/s يۈزە چۈشۈشنى بايقىغۇچ مەھسۇلاتلىرى ئىشقا ئاشۇرۇلدى. كىچىكرەك چوڭلۇقتىكى، ئارقا چۈشۈشنى بايقىغۇچ ۋە چوڭ كەڭلىكتىكى يۈزە چۈشۈشنى بايقىغۇچلارمۇ تەرەققىي قىلدۇرۇلدى، بۇلار ئاساسلىقى يۇقىرى سۈرئەتلىك ۋە يۇقىرى تويۇنۇش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىغا ماس كېلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، يۈزە چۈشۈشنى بايقىغۇچنىڭ تۇتاشتۇرۇش ئۇسۇلى چەكلىك بولۇپ، باشقا ئوپتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر بىلەن بىرلەشتۈرۈش تەس. شۇڭلاشقا، ئوپتوئېلېكترونلۇق بىرلەشتۈرۈش تەلىپىنىڭ ياخشىلىنىشىغا ئەگىشىپ، ئەلا ئىقتىدارلىق ۋە بىرلەشتۈرۈشكە ماس كېلىدىغان دولقۇن يېتەكلىگۈچ بىلەن تۇتاشتۇرۇلغان InGaAs فوتودېتېكتورلىرى تەدرىجىي تەتقىقاتنىڭ مەركىزىگە ئايلاندى، بۇنىڭ ئىچىدە سودا خاراكتېرلىك 70 GHz ۋە 110 GHz InGaAs فوتوزون مودۇللىرىنىڭ ھەممىسى دېگۈدەك دولقۇن يېتەكلىگۈچ بىلەن تۇتاشتۇرۇلغان قۇرۇلمىلارنى ئىشلىتىۋاتىدۇ. ئوخشىمىغان ئاساسىي ماتېرىياللارغا ئاساسەن، دولقۇن يېتەكلىگۈچ بىلەن تۇتاشتۇرۇلغان InGaAs فوتوئېلېكترونلۇق زوندنى ئىككى تۈرگە بۆلۈشكە بولىدۇ: InP ۋە Si. InP ئاساسىي ماتېرىيالىدىكى ئېپىتاكسىيال ماتېرىيال يۇقىرى سۈپەتلىك بولۇپ، يۇقىرى ئىقتىدارلىق ئۈسكۈنىلەرنى تەييارلاشقا تېخىمۇ ماس كېلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، III-V ماتېرىياللىرى، InGaAs ماتېرىياللىرى ۋە Si ئاساسىي ماتېرىيالىدا ئۆستۈرۈلگەن ياكى چاپلانغان Si ئاساسىي ماتېرىياللىرى ئوتتۇرىسىدىكى ھەر خىل ماس كەلمەسلىكلەر ماتېرىيال ياكى ئۇلىنىش سۈپىتىنىڭ نىسبەتەن ناچار بولۇشىغا ئېلىپ كېلىدۇ، ھەمدە ئۈسكۈنىنىڭ ئىقتىدارىنى ياخشىلاش ئۈچۈن يەنىلا كەڭ بوشلۇق بار.