雪崩の光検出器の最新の研究

の最新の研究雪崩光検出器

赤外線検出技術は、軍事偵察、環境監視、医療診断、その他の分野で広く使用されています。従来の赤外線検出器には、検出感度、応答速度など、パフォーマンスにいくつかの制限があります。 INAS/INASSBクラスII超格子（T2SL）材料は、優れた光電特性と調整性を備えており、長波赤外線（LWIR）検出器に最適です。長い波の赤外線検出における反応が弱いという問題は、長い間懸念であり、電子デバイスアプリケーションの信頼性を大幅に制限しています。雪崩の光検出器（APD光検出器）優れた応答性能を持ち、乗算中に高い暗電流に苦しんでいます。

これらの問題を解決するために、中国の電子科学技術大学のチームは、高性能クラスII超格子（T2SL）長波赤外線雪崩フォトダイオード（APD）の設計に成功しています。研究者は、INAS/INASSB T2SL吸収層のオーガー再結合率を使用して、暗い電流を減らしました。同時に、K値が低いALASSBは、十分なゲインを維持しながらデバイスノイズを抑制するための乗数層として使用されます。この設計は、長波赤外線検出技術の開発を促進するための有望なソリューションを提供します。検出器は段階的な階層型設計を採用し、INASとINASSBの組成比を調整することにより、バンド構造の滑らかな遷移が達成され、検出器の性能が向上します。材料の選択と準備プロセスの観点から、この研究では、検出器の準備に使用されるINAS/INASSB T2SL材料の成長方法とプロセスパラメーターについて詳しく説明しています。 INAS/INASSB T2SLの組成と厚さを決定することが重要であり、ストレスバランスを達成するためにパラメーターの調整が必要です。長い波の赤外線検出のコンテキストでは、INAS/GASB T2SLと同じカットオフ波長を達成するために、厚いINAS/INASSB T2SL単一期間が必要です。ただし、モノサイクルが厚くなると、成長方向の吸収係数が減少し、T2SLの有効な穴の質量が増加します。 SBコンポーネントを追加すると、単一の周期の厚さを大幅に増加させることなく、より長いカットオフ波長を達成できることがわかります。ただし、SBの過剰な組成は、SB要素の分離につながる可能性があります。

したがって、inas/inas0.5SB0.5 SBグループ0.5を含むT2SLは、APDのアクティブ層として選択されました光検出器。 INAS/INASSB T2SLは主にGASB基質で成長するため、株管理におけるGASBの役割を考慮する必要があります。基本的に、ひずみ平衡を達成するには、1つの期間の超格子の平均格子定数を基質の格子定数と比較することが含まれます。一般に、INASの引張ひずみは、INASSBによって導入された圧縮ひずみによって補償され、INASSB層よりも厚いINAS層が得られます。この研究では、スペクトル応答、暗い電流、ノイズなどを含む雪崩光検出器の光電反応特性を測定し、段階的勾配層設計の有効性を検証しました。雪崩の光検出器の雪崩乗算効果が分析され、乗算因子と入射光電力、温度、およびその他のパラメーターとの関係について説明します。

イチジク。 （a）INAS/INASSBの長い波赤外線APDフォトセクターの概略図。 （b）APD光検出器の各層における電界の概略図。