Altrapidaj fotodetektiloj estas enkondukitaj per InGaAs-fotodetektiloj

Altrapidaj fotodetektiloj estas enkondukitaj perInGaAs-fotodetektiloj

Alt-rapidaj fotodetektilojen la kampo de optika komunikado ĉefe inkluzivas III-V InGaAs-fotodetektilojn kaj IV plenajn Si kaj Ge/Si-fotodetektilojLa unua estas tradicia proksima infraruĝa detektilo, kiu delonge dominas, dum la dua dependas de silicia optika teknologio por fariĝi leviĝanta stelo, kaj estas varmpunkto en la kampo de internacia optoelektronika esplorado en la lastaj jaroj. Krome, novaj detektiloj bazitaj sur perovskito, organikaj kaj dudimensiaj materialoj rapide disvolviĝas pro la avantaĝoj de facila prilaborado, bona fleksebleco kaj agordeblaj ecoj. Ekzistas signifaj diferencoj inter ĉi tiuj novaj detektiloj kaj tradiciaj neorganikaj fotodetektiloj rilate al materialaj ecoj kaj fabrikadaj procezoj. Perovskitaj detektiloj havas bonegajn lum-absorbajn karakterizaĵojn kaj efikan ŝarg-transportan kapaciton, organikaj materialaj detektiloj estas vaste uzataj pro sia malalta kosto kaj flekseblaj elektronoj, kaj dudimensiaj materialaj detektiloj altiris multan atenton pro siaj unikaj fizikaj ecoj kaj alta moviĝeblo de portantoj. Tamen, kompare kun InGaAs kaj Si/Ge detektiloj, la novaj detektiloj ankoraŭ bezonas esti plibonigitaj rilate al longdaŭra stabileco, fabrikada matureco kaj integriĝo.

InGaAs estas unu el la idealaj materialoj por realigi altrapidajn kaj altrespondajn fotodetektilojn. Unue, InGaAs estas duonkondukta materialo kun rekta bendbreĉa larĝo, kaj ĝia bendbreĉa larĝo povas esti reguligita per la proporcio inter In kaj Ga por atingi la detekton de optikaj signaloj de malsamaj ondolongoj. Inter ili, In0.53Ga0.47As perfekte kongruas kun la substrata krado de InP, kaj havas grandan lum-absorban koeficienton en la optika komunikada bendo, kiu estas la plej vaste uzata en la preparado de...fotodetektiloj, kaj la malluma kurento kaj respondemo ankaŭ estas la plej bonaj. Due, ambaŭ materialoj InGaAs kaj InP havas altan elektronan drivrapidecon, kaj ilia saturita elektrona drivrapideco estas ĉirkaŭ 1×10⁷ cm/s. Samtempe, InGaAs kaj InP materialoj havas elektronan rapidsuperan efikon sub specifa elektra kampo. La supersuperrapideco povas esti dividita en 4×10⁷ cm/s kaj 6×10⁷ cm/s, kio favoras realigi pli grandan templimigitan bendlarĝon de portanto. Nuntempe, InGaAs-fotodetektilo estas la plej populara fotodetektilo por optika komunikado, kaj la surfaca incida kuplado estas plejparte uzata sur la merkato, kaj la 25 Gbaŭdo/s kaj 56 Gbaŭdo/s surfacaj incidaj detektiloj ankaŭ estis evoluigitaj. Pli malgrandaj, malantaŭa incida kaj granda bendlarĝa surfacaj incidaj detektiloj ankaŭ estis evoluigitaj, kiuj estas ĉefe taŭgaj por alt-rapidaj kaj altsaturiĝaj aplikoj. Tamen, la surfaca incida sondilo estas limigita de sia kuplado kaj malfacilas integri kun aliaj optoelektronikaj aparatoj. Tial, kun la plibonigo de optoelektronikaj integriĝaj postuloj, ondgvidist-kuplitaj InGaAs-fotodetektiloj kun bonega funkciado kaj taŭgaj por integrado iom post iom fariĝis fokuso de esplorado, inter kiuj la komercaj 70 GHz kaj 110 GHz InGaAs-fotosondilmoduloj preskaŭ ĉiuj uzas ondgvidist-kuplitajn strukturojn. Laŭ la malsamaj substratmaterialoj, la ondgvidist-kuplita InGaAs-fotoelektra sondilo povas esti dividita en du kategoriojn: InP kaj Si. La epitaksa materialo sur InP-substrato havas altan kvaliton kaj estas pli taŭga por la preparado de alt-efikecaj aparatoj. Tamen, diversaj misagordoj inter III-V-materialoj, InGaAs-materialoj kaj Si-substratoj kreskigitaj aŭ ligitaj sur Si-substratoj kondukas al relative malbona materiala aŭ interfaca kvalito, kaj la funkciado de la aparato ankoraŭ havas grandan spacon por plibonigo.