उच्च गतीचे फोटोडिटेक्टर्स यांनी सादर केले आहेतInGaAs फोटोडिटेक्टर्स
उच्च-गती फोटोडिटेक्टर्सऑप्टिकल कम्युनिकेशनच्या क्षेत्रात प्रामुख्याने III-V InGaAs फोटोडिटेक्टर्स आणि IV पूर्ण Si आणि Ge/ यांचा समावेश होतो.Si फोटोडिटेक्टर्सपहिला प्रकार हा पारंपरिक नियर इन्फ्रारेड डिटेक्टर आहे, जो बऱ्याच काळापासून प्रचलित आहे, तर दुसरा प्रकार सिलिकॉन ऑप्टिकल तंत्रज्ञानावर अवलंबून एक उदयोन्मुख तारा बनत आहे आणि अलिकडच्या वर्षांत आंतरराष्ट्रीय ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स संशोधनाच्या क्षेत्रात एक चर्चेचा विषय ठरला आहे. याव्यतिरिक्त, सुलभ प्रक्रिया, चांगली लवचिकता आणि बदलता येण्याजोगे गुणधर्म या फायद्यांमुळे पेरोव्स्काईट, सेंद्रिय आणि द्विमितीय पदार्थांवर आधारित नवीन डिटेक्टर वेगाने विकसित होत आहेत. या नवीन डिटेक्टर आणि पारंपरिक अजैविक फोटोडिटेक्टर्समध्ये पदार्थांचे गुणधर्म आणि उत्पादन प्रक्रियेच्या बाबतीत लक्षणीय फरक आहेत. पेरोव्स्काईट डिटेक्टरमध्ये उत्कृष्ट प्रकाश शोषण वैशिष्ट्ये आणि कार्यक्षम चार्ज वहन क्षमता असते, सेंद्रिय पदार्थांचे डिटेक्टर त्यांच्या कमी खर्चामुळे आणि लवचिक इलेक्ट्रॉनमुळे मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, आणि द्विमितीय पदार्थांच्या डिटेक्टरनी त्यांच्या अद्वितीय भौतिक गुणधर्मांमुळे आणि उच्च वाहक गतिशीलतेमुळे खूप लक्ष वेधून घेतले आहे. तथापि, InGaAs आणि Si/Ge डिटेक्टरच्या तुलनेत, नवीन डिटेक्टरना दीर्घकालीन स्थिरता, उत्पादन परिपक्वता आणि एकीकरण या बाबतीत अजूनही सुधारणा करण्याची गरज आहे.
उच्च गती आणि उच्च प्रतिसाद देणारे फोटोडिटेक्टर्स साकारण्यासाठी InGaAs हे एक आदर्श मटेरियल आहे. सर्वप्रथम, InGaAs हे एक डायरेक्ट बँडगॅप सेमीकंडक्टर मटेरियल आहे, आणि वेगवेगळ्या तरंगलांबीच्या ऑप्टिकल सिग्नल्सचे डिटेक्शन साध्य करण्यासाठी, In आणि Ga यांच्या गुणोत्तराद्वारे त्याच्या बँडगॅपची रुंदी नियंत्रित केली जाऊ शकते. त्यापैकी, In0.53Ga0.47As हे InP च्या सबस्ट्रेट लॅटिसशी उत्तम प्रकारे जुळते आणि ऑप्टिकल कम्युनिकेशन बँडमध्ये त्याचा प्रकाश शोषण गुणांक (light absorption coefficient) मोठा असतो, जे फोटोडिटेक्टर्सच्या निर्मितीमध्ये सर्वात जास्त वापरले जाते.फोटोडिटेक्टरआणि डार्क करंट व प्रतिसादक्षमता कामगिरी देखील सर्वोत्तम आहे. दुसरे म्हणजे, InGaAs आणि InP या दोन्ही मटेरियलमध्ये उच्च इलेक्ट्रॉन ड्रिफ्ट वेग असतो, आणि त्यांचा सॅचुरेटेड इलेक्ट्रॉन ड्रिफ्ट वेग सुमारे 1×10⁷ cm/s असतो. त्याच वेळी, InGaAs आणि InP मटेरियलमध्ये विशिष्ट इलेक्ट्रिक फील्डखाली इलेक्ट्रॉन वेगाचा ओव्हरशूट इफेक्ट दिसून येतो. ओव्हरशूट वेगाचे 4×10⁷ cm/s आणि 6×10⁷ cm/s असे विभाजन केले जाऊ शकते, जे अधिक मोठी कॅरियर टाइम-लिमिटेड बँडविड्थ साकारण्यासाठी उपयुक्त ठरते. सध्या, ऑप्टिकल कम्युनिकेशनसाठी InGaAs फोटोडिटेक्टर हा सर्वात मुख्य प्रवाहातील फोटोडिटेक्टर आहे, आणि बाजारात प्रामुख्याने सरफेस इन्सिडन्स कपलिंग पद्धत वापरली जाते, तसेच 25 Gbaud/s आणि 56 Gbaud/s सरफेस इन्सिडन्स डिटेक्टर उत्पादने साकारली गेली आहेत. लहान आकार, बॅक इन्सिडन्स आणि मोठ्या बँडविड्थचे सरफेस इन्सिडन्स डिटेक्टर देखील विकसित केले गेले आहेत, जे प्रामुख्याने उच्च गती आणि उच्च सॅचुरेशन ॲप्लिकेशन्ससाठी योग्य आहेत. तथापि, सरफेस इन्सिडन्स प्रोब त्याच्या कपलिंग मोडमुळे मर्यादित असतो आणि इतर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसोबत एकत्रित करणे कठीण असते. त्यामुळे, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकत्रीकरणाच्या गरजांमध्ये सुधारणा झाल्यामुळे, उत्कृष्ट कार्यक्षमता असलेले आणि एकत्रीकरणासाठी योग्य असे वेव्हगाईड कपल्ड InGaAs फोटोडिटेक्टर्स हळूहळू संशोधनाचा केंद्रबिंदू बनले आहेत, ज्यापैकी व्यावसायिक ७० GHz आणि ११० GHz InGaAs फोटोप्रोब मॉड्यूल्समध्ये जवळजवळ सर्वत्र वेव्हगाईड कपल्ड संरचनांचा वापर केला जातो. वेगवेगळ्या सबस्ट्रेट मटेरियलनुसार, वेव्हगाईड कपल्ड InGaAs फोटोइलेक्ट्रिक प्रोबचे InP आणि Si या दोन श्रेणींमध्ये वर्गीकरण करता येते. InP सबस्ट्रेटवरील एपिटॅक्सियल मटेरियल उच्च दर्जाचे असते आणि ते उच्च-कार्यक्षमतेची उपकरणे तयार करण्यासाठी अधिक योग्य आहे. तथापि, III-V मटेरियल्स, InGaAs मटेरियल्स आणि Si सबस्ट्रेट्सवर वाढवलेल्या किंवा जोडलेल्या Si सबस्ट्रेट्समधील विविध विसंगतींमुळे मटेरियल किंवा इंटरफेसचा दर्जा तुलनेने खराब होतो आणि उपकरणाच्या कार्यक्षमतेत सुधारणेला अजूनही मोठा वाव आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: ३१-डिसेंबर-२०२४