பனிச்சரிவு ஒளிக்கற்றை கண்டுபிடிப்பாளரின் சமீபத்திய ஆராய்ச்சி

சமீபத்திய ஆராய்ச்சிபனிச்சரிவு ஒளிக்கண்டறிப்பான்

அகச்சிவப்பு கண்டறிதல் தொழில்நுட்பம் இராணுவ உளவு, சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு, மருத்துவ நோயறிதல் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பாரம்பரிய அகச்சிவப்பு கண்டறிதல்கள் செயல்திறனில் சில வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது கண்டறிதல் உணர்திறன், மறுமொழி வேகம் மற்றும் பல. InAs/InAsSb வகுப்பு II சூப்பர்லட்டீஸ் (T2SL) பொருட்கள் சிறந்த ஒளிமின்னழுத்த பண்புகள் மற்றும் டியூனிங் தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, அவை நீண்ட அலை அகச்சிவப்பு (LWIR) கண்டறிதல்களுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன. நீண்ட அலை அகச்சிவப்பு கண்டறிதலில் பலவீனமான பதிலின் சிக்கல் நீண்ட காலமாக ஒரு கவலையாக உள்ளது, இது மின்னணு சாதன பயன்பாடுகளின் நம்பகத்தன்மையை பெரிதும் கட்டுப்படுத்துகிறது. பனிச்சரிவு ஒளிக்கதிர் கண்டறிதல் (APD ஒளிக்கற்றை) சிறந்த மறுமொழி செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது, இது பெருக்கலின் போது அதிக இருண்ட மின்னோட்டத்தால் பாதிக்கப்படுகிறது.

இந்தப் பிரச்சினைகளைத் தீர்க்க, சீனாவின் மின்னணு அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஒரு குழு, உயர் செயல்திறன் கொண்ட வகுப்பு II சூப்பர்லட்டீஸ் (T2SL) நீண்ட-அலை அகச்சிவப்பு பனிச்சரிவு ஃபோட்டோடையோடு (APD) வெற்றிகரமாக வடிவமைத்துள்ளது. இருண்ட மின்னோட்டத்தைக் குறைக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் InAs/InAsSb T2SL உறிஞ்சி அடுக்கின் குறைந்த ஆகர் மறுசீரமைப்பு விகிதத்தைப் பயன்படுத்தினர். அதே நேரத்தில், குறைந்த k மதிப்புள்ள AlAsSb, போதுமான ஆதாயத்தைப் பராமரிக்கும் போது சாதன சத்தத்தை அடக்க பெருக்கி அடுக்காகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த வடிவமைப்பு நீண்ட அலை அகச்சிவப்பு கண்டறிதல் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியை ஊக்குவிப்பதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய தீர்வை வழங்குகிறது. கண்டறிதல் ஒரு படிநிலைப்படுத்தப்பட்ட வடிவமைப்பை ஏற்றுக்கொள்கிறது, மேலும் InAs மற்றும் InAsSb இன் கலவை விகிதத்தை சரிசெய்வதன் மூலம், பட்டை கட்டமைப்பின் மென்மையான மாற்றம் அடையப்படுகிறது, மேலும் கண்டறிதலின் செயல்திறன் மேம்படுத்தப்படுகிறது. பொருள் தேர்வு மற்றும் தயாரிப்பு செயல்முறையைப் பொறுத்தவரை, இந்த ஆய்வு கண்டறிதலைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் InAs/InAsSb T2SL பொருளின் வளர்ச்சி முறை மற்றும் செயல்முறை அளவுருக்களை விரிவாக விவரிக்கிறது. InAs/InAsSb T2SL இன் கலவை மற்றும் தடிமனை தீர்மானிப்பது மிகவும் முக்கியமானது மற்றும் அழுத்த சமநிலையை அடைய அளவுரு சரிசெய்தல் தேவைப்படுகிறது. நீண்ட அலை அகச்சிவப்பு கண்டறிதலின் சூழலில், InAs/GaSb T2SL போன்ற அதே கட்-ஆஃப் அலைநீளத்தை அடைய, ஒரு தடிமனான InAs/InAsSb T2SL ஒற்றை கால அளவு தேவைப்படுகிறது. இருப்பினும், தடிமனான மோனோசைக்கிள் வளர்ச்சியின் திசையில் உறிஞ்சுதல் குணகத்தில் குறைவுக்கும் T2SL இல் உள்ள துளைகளின் பயனுள்ள நிறை அதிகரிப்பிற்கும் வழிவகுக்கிறது. Sb கூறுகளைச் சேர்ப்பது ஒற்றை கால அளவு தடிமன் கணிசமாக அதிகரிக்காமல் நீண்ட கட்-ஆஃப் அலைநீளத்தை அடைய முடியும் என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், அதிகப்படியான Sb கலவை Sb கூறுகளின் பிரிப்புக்கு வழிவகுக்கும்.

எனவே, Sb குழு 0.5 உடன் InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL APD இன் செயலில் உள்ள அடுக்காகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.ஒளிக்கண்டறிப்பான். InAs/InAsSb T2SL முக்கியமாக GaSb அடி மூலக்கூறுகளில் வளர்கிறது, எனவே திரிபு மேலாண்மையில் GaSb இன் பங்கைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். அடிப்படையில், திரிபு சமநிலையை அடைவது என்பது ஒரு காலகட்டத்திற்கான ஒரு சூப்பர்லட்டிஸின் சராசரி லட்டு மாறிலியை அடி மூலக்கூறின் லட்டு மாறிலியுடன் ஒப்பிடுவதை உள்ளடக்குகிறது. பொதுவாக, InAs இல் உள்ள இழுவிசை திரிபு InAsSb ஆல் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட அமுக்க திரிபு மூலம் ஈடுசெய்யப்படுகிறது, இதன் விளைவாக InAsSb அடுக்கை விட தடிமனான InAs அடுக்கு ஏற்படுகிறது. இந்த ஆய்வு, நிறமாலை பதில், இருண்ட மின்னோட்டம், சத்தம் போன்றவற்றை உள்ளடக்கிய பனிச்சரிவு ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பாளரின் ஒளிமின்னழுத்த மறுமொழி பண்புகளை அளந்து, படிநிலை சாய்வு அடுக்கு வடிவமைப்பின் செயல்திறனைச் சரிபார்க்கிறது. பனிச்சரிவு ஃபோட்டோடெக்டரின் பனிச்சரிவு பெருக்கல் விளைவு பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது, மேலும் பெருக்கல் காரணிக்கும் சம்பவ ஒளி சக்தி, வெப்பநிலை மற்றும் பிற அளவுருக்களுக்கும் இடையிலான உறவு விவாதிக்கப்படுகிறது.

படம். (A) InAs/InAsSb நீண்ட அலை அகச்சிவப்பு APD ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பாளரின் திட்ட வரைபடம்; (B) APD ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பாளரின் ஒவ்வொரு அடுக்கிலும் உள்ள மின்சார புலங்களின் திட்ட வரைபடம்.