قار كۆچۈش فوتودېتېكتورىنىڭ ئەڭ يېڭى تەتقىقاتى

ئەڭ يېڭى تەتقىقاتلارقار كۆچۈش فوتودېتېكتورى

ئىنفىرا قىزىل نۇر بايقاش تېخنىكىسى ھەربىي رازۋېدكا، مۇھىت كۆزىتىش، داۋالاش دىئاگنوزى ۋە باشقا ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىدۇ. ئەنئەنىۋى ئىنفىرا قىزىل نۇر بايقاش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئىقتىدار جەھەتتە بەزى چەكلىمىلىرى بار، مەسىلەن بايقاش سەزگۈرلۈكى، ئىنكاس قايتۇرۇش سۈرئىتى قاتارلىقلار. InAs/InAsSb II دەرىجىلىك ئۈستۈن تور (T2SL) ماتېرىياللىرى ئېسىل فوتوئېلېكتر خۇسۇسىيىتى ۋە تەڭشىلىشچانلىقىغا ئىگە بولۇپ، ئۇزۇن دولقۇنلۇق ئىنفىرا قىزىل نۇر (LWIR) بايقاش ئۈسكۈنىلىرى ئۈچۈن ئەڭ ماس كېلىدۇ. ئۇزۇن دولقۇنلۇق ئىنفىرا قىزىل نۇر بايقاش ئۈسكۈنىلىرىدىكى ئاجىز ئىنكاس مەسىلىسى ئۇزۇن مەزگىلدىن بۇيان دىققەت قوزغاپ كەلگەن بولۇپ، بۇ ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنىڭ قوللىنىشچانلىقىنىڭ ئىشەنچلىكلىكىنى زور دەرىجىدە چەكلەيدۇ. گەرچە قار كۆچۈش فوتو بايقاش ئۈسكۈنىسى (APD فوتودېتېكتورى) ئىنتايىن ياخشى ئىنكاس قايتۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە، كۆپەيتىش جەريانىدا يۇقىرى قاراڭغۇ توكقا دۇچ كېلىدۇ.

بۇ مەسىلىلەرنى ھەل قىلىش ئۈچۈن، جۇڭگو ئېلېكترون پەن-تېخنىكا ئۇنىۋېرسىتېتىنىڭ بىر گۇرۇپپىسى يۇقىرى ئىقتىدارلىق II دەرىجىلىك ئۈستۈنكى تورلۇق (T2SL) ئۇزۇن دولقۇنلۇق ئىنفىرا قىزىل قار كۆچۈش فوتودىئودى (APD) نى مۇۋەپپەقىيەتلىك لايىھەلىدى. تەتقىقاتچىلار قاراڭغۇ توكنى ئازايتىش ئۈچۈن InAs/InAsSb T2SL يۇتۇش قەۋىتىنىڭ تۆۋەن بۇرغىلاش رېكومبىناسىيە سۈرئىتىنى ئىشلەتتى. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، تۆۋەن k قىممىتىگە ئىگە AlAsSb كۆپەيتكۈچ قەۋىتى سۈپىتىدە ئىشلىتىلىپ، ئۈسكۈنە شاۋقۇنىنى باستۇرۇپ، يېتەرلىك ئۈنۈمنى ساقلايدۇ. بۇ لايىھە ئۇزۇن دولقۇنلۇق ئىنفىرا قىزىل نۇر بايقاش تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىياتىنى ئىلگىرى سۈرۈش ئۈچۈن ئۈمىدۋار ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلەيدۇ. بايقاش ئۈسكۈنىسى باسقۇچلۇق لايىھەنى قوللىنىدۇ، ھەمدە InAs ۋە InAsSb نىڭ تەركىب نىسبىتىنى تەڭشەش ئارقىلىق، بەلباغ قۇرۇلمىسىنىڭ سىلىق ئۆتۈشىگە ئېرىشىلىدۇ ۋە بايقاش ئۈسكۈنىسىنىڭ ئىقتىدارى ياخشىلىنىدۇ. ماتېرىيال تاللاش ۋە تەييارلاش جەريانى جەھەتتە، بۇ تەتقىقات بايقاش ئۈسكۈنىسىنى تەييارلاشتا ئىشلىتىلگەن InAs/InAsSb T2SL ماتېرىيالىنىڭ ئۆسۈش ئۇسۇلى ۋە جەريان پارامېتىرلىرىنى تەپسىلىي بايان قىلىدۇ. InAs/InAsSb T2SL نىڭ تەركىبى ۋە قېلىنلىقىنى بېكىتىش ئىنتايىن مۇھىم بولۇپ، بېسىم تەڭپۇڭلۇقىغا ئېرىشىش ئۈچۈن پارامېتىرنى تەڭشەش تەلەپ قىلىنىدۇ. ئۇزۇن دولقۇنلۇق ئىنفىرا قىزىل نۇرنى بايقاش جەريانىدا، InAs/GaSb T2SL بىلەن ئوخشاش كېسىش دولقۇن ئۇزۇنلۇقىغا ئېرىشىش ئۈچۈن، قېلىنراق InAs/InAsSb T2SL يەككە دەۋرى تەلەپ قىلىنىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، قېلىنراق مونوسىكللىق ئۆسۈش يۆنىلىشىدىكى يۇتۇش كوئېففىتسېنتىنىڭ تۆۋەنلىشىگە ۋە T2SL دىكى تۆشۈكلەرنىڭ ئۈنۈملۈك ماسسىسىنىڭ ئېشىشىغا ئېلىپ كېلىدۇ. Sb تەركىبىنى قوشۇش يەككە دەۋرىيلىك قېلىنلىقنى كۆرۈنەرلىك ئاشۇرماي تۇرۇپ ئۇزۇنراق كېسىش دولقۇن ئۇزۇنلۇقىغا ئېرىشكىلى بولىدىغانلىقى بايقالغان. قانداقلا بولمىسۇن، Sb تەركىبىنىڭ ئارتۇقچە بولۇشى Sb ئېلېمېنتلىرىنىڭ ئايرىلىشىغا ئېلىپ كېلىشى مۇمكىن.

شۇڭا، APD نىڭ ئاكتىپ قەۋىتى سۈپىتىدە Sb گۇرۇپپىسى 0.5 بولغان InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL تاللاندى.فوتودېتېكتورInAs/InAsSb T2SL ئاساسلىقى GaSb ئاساسىي قەۋىتىدە ئۆسىدۇ، شۇڭا GaSb نىڭ بېسىمنى باشقۇرۇشتىكى رولىنى ئويلىشىش كېرەك. ئاساسەن، بېسىم تەڭپۇڭلۇقىغا ئېرىشىش ئۈچۈن بىر مەزگىللىك ئۈستۈنكى قەۋەتنىڭ ئوتتۇرىچە تور تۇراقلىقىنى ئاساسىي قەۋەتنىڭ تور تۇراقلىقى بىلەن سېلىشتۇرۇش كېرەك. ئادەتتە، InAs دىكى تارتىلىش بېسىمى InAsSb تەرىپىدىن كىرگۈزۈلگەن بېسىم بېسىمى بىلەن تولۇقلىنىدۇ، بۇنىڭ نەتىجىسىدە InAsSb قەۋىتىگە قارىغاندا قېلىنراق InAs قەۋىتى ھاسىل بولىدۇ. بۇ تەتقىقات قار كۆچۈش فوتوئېلېكتر ئىنكاسى، جۈملىدىن سپېكتر ئىنكاسى، قاراڭغۇ توك، شاۋقۇن قاتارلىقلارنى ئۆلچەپ، باسقۇچلۇق گرادىيېنت قەۋىتى لايىھىسىنىڭ ئۈنۈمىنى دەلىللىدى. قار كۆچۈش فوتوئېلېكتر ئىنكاسىنىڭ كۆپىيىش ئۈنۈمى تەھلىل قىلىنىدۇ، ھەمدە كۆپىيىش ئامىلى بىلەن چۈشكەن نۇر كۈچى، تېمپېراتۇرا ۋە باشقا پارامېتىرلار ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەت مۇھاكىمە قىلىنىدۇ.

رەسىم (A) InAs/InAsSb ئۇزۇن دولقۇنلۇق ئىنفىرا قىزىل نۇرلۇق APD فوتوئېلېكتراتسىيە ئۈسكۈنىسىنىڭ سىخېماتىك دىئاگراممىسى؛ (B) APD فوتوئېلېكتراتسىيە ئۈسكۈنىسىنىڭ ھەر بىر قەۋىتىدىكى ئېلېكتر مەيدانىنىڭ سىخېماتىك دىئاگراممىسى.