उच्च संवेदनशीलता हिमस्खलन फोटोडेटेक्टरमध्ये अलीकडील प्रगती

मध्ये अलीकडील प्रगतीउच्च संवेदनशीलता हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर

खोलीचे तापमान उच्च संवेदनशीलता 1550 एनएमहिमस्खलन फोटोडिओड डिटेक्टर

नजीकच्या इन्फ्रारेड (एसडब्ल्यूआयआर) बँडमध्ये, उच्च संवेदनशीलता उच्च गती हिमस्खलन डायोड ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक संप्रेषण आणि लिडार अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरली जाते. तथापि, इंडियम गॅलियम आर्सेनिक हिमस्खलन ब्रेकडाउन डायोड (आयएनजीएएएस एपीडी) द्वारे वर्चस्व असलेले सध्याचे जवळचे इन्फ्रारेड हिमस्खलन फोटोडिओड (एपीडी) पारंपारिक गुणक प्रदेश सामग्री, इंडियम फॉस्फाइड (आयएनपी) आणि इंडियम अल्युमिनियम आर्सेनिक ( Inalas), परिणामी डिव्हाइसच्या संवेदनशीलतेत लक्षणीय घट होते. बर्‍याच वर्षांमध्ये, बरेच संशोधक सक्रियपणे नवीन सेमीकंडक्टर सामग्री शोधत आहेत जे आयएनजीएएस आणि आयएनपी ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्लॅटफॉर्म प्रक्रियेसह सुसंगत आहेत आणि बल्क सिलिकॉन मटेरियल प्रमाणेच अल्ट्रा-लो प्रभाव आयनीकरण ध्वनी कार्यक्षमता आहेत.

नाविन्यपूर्ण 1550 एनएम हिमस्खलन फोटोडिओड डिटेक्टर लिडर सिस्टमच्या विकासास मदत करते

युनायटेड किंगडम आणि अमेरिकेतील संशोधकांच्या टीमने प्रथमच यशस्वीरित्या नवीन अल्ट्रा-उच्च संवेदनशीलता 1550 एनएम एपीडी फोटोडेटेक्टर विकसित केली आहे (हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर), लिडार सिस्टम आणि इतर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगांची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारण्याचे आश्वासन देणारी एक प्रगती.

नवीन सामग्री मुख्य फायदे देतात

या संशोधनाचे मुख्य आकर्षण म्हणजे सामग्रीचा नाविन्यपूर्ण वापर. संशोधकांनी गुणाकार थर म्हणून शोषण थर आणि अल्गासबी म्हणून GAASSB निवडले. हे डिझाइन पारंपारिक आयएनजीएएस/आयएनपीपेक्षा भिन्न आहे आणि महत्त्वपूर्ण फायदे आणते:

1. जीएएसएएसबी शोषण थर: जीएएसएएसबीमध्ये आयएनजीएएससाठी समान शोषण गुणांक आहे आणि जीएएएसएसबी शोषण थर ते अल्गास्बी (मल्टीप्लायर लेयर) मध्ये संक्रमण सोपे आहे, ट्रॅप प्रभाव कमी करते आणि डिव्हाइसची गती आणि शोषण कार्यक्षमता सुधारते.

२. एएलजीएएसबी गुणक स्तर: अल्गासब मल्टीप्लायर लेयर पारंपारिक आयएनपी आणि कामगिरीतील इनलास मल्टीप्लायर लेयरपेक्षा श्रेष्ठ आहे. हे मुख्यतः खोलीच्या तपमानावर, उच्च बँडविड्थ आणि अल्ट्रा-कमी जादा आवाजावर उच्च फायद्याचे प्रतिबिंबित होते.

उत्कृष्ट कामगिरी निर्देशकांसह

नवीनएपीडी फोटोडेटेक्टर(हिमस्खलन फोटोडिओड डिटेक्टर) देखील परफॉरमन्स मेट्रिक्समध्ये महत्त्वपूर्ण सुधारणा देते:

1. अल्ट्रा-हाय गेन: 278 ची अल्ट्रा-उच्च वाढ खोलीच्या तपमानावर प्राप्त झाली आणि अलीकडेच डॉ. जिन झिओ यांनी रचना ऑप्टिमायझेशन आणि प्रक्रिया सुधारली आणि जास्तीत जास्त फायदा एम = 1212 पर्यंत वाढविला गेला.

2. खूप कमी आवाज: खूप कमी जादा आवाज दर्शवितो (एफ <3, गेन एम = 70; एफ <4, गेन एम = 100).

3. उच्च क्वांटम कार्यक्षमता: जास्तीत जास्त नफा अंतर्गत क्वांटम कार्यक्षमता 5935.3%इतकी जास्त आहे. मजबूत तापमान स्थिरता: कमी तापमानात ब्रेकडाउन संवेदनशीलता सुमारे 11.83 एमव्ही/के आहे.

अंजीर 1 एपीडीचा जास्त आवाजफोटोडेटेक्टर डिव्हाइसइतर एपीडी फोटोडेटेक्टरच्या तुलनेत

विस्तृत अनुप्रयोग संभावना

या नवीन एपीडीचे लिडर सिस्टम आणि फोटॉन अनुप्रयोगांसाठी महत्त्वपूर्ण परिणाम आहेत:

१. सुधारित सिग्नल-टू-आवाजाचे प्रमाण: उच्च वाढ आणि कमी आवाज वैशिष्ट्ये सिग्नल-टू-आवाजाचे प्रमाण लक्षणीय सुधारतात, जे ग्रीनहाऊस गॅस मॉनिटरिंग सारख्या फोटॉन-गरीब वातावरणातील अनुप्रयोगांसाठी गंभीर आहे.

२. मजबूत सुसंगतता: नवीन एपीडी फोटोडेटेक्टर (हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर) सध्याच्या इंडियम फॉस्फाइड (आयएनपी) ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स प्लॅटफॉर्मशी सुसंगत आहे, विद्यमान व्यावसायिक संप्रेषण प्रणालींसह अखंड एकत्रीकरण सुनिश्चित करते.

3. उच्च ऑपरेशनल कार्यक्षमता: हे जटिल शीतकरण यंत्रणेशिवाय खोलीच्या तपमानावर कार्यक्षमतेने कार्य करू शकते, विविध व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये उपयोजन सुलभ करते.

या नवीन 1550 एनएम एसएसीएम एपीडी फोटोडेटेक्टरचा विकास (हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर) या क्षेत्रातील एक प्रमुख यश दर्शवितो, पारंपारिक एपीडी फोटोडेटेक्टर (अव्हेलॅन्च फोटोडेटेक्टर) डिझाइनमध्ये जादा आवाज आणि गेन बँडविड्थ उत्पादनांशी संबंधित महत्त्वाच्या मर्यादांना संबोधित करते. या नाविन्यपूर्णतेमुळे लिडार सिस्टमच्या क्षमता वाढविणे अपेक्षित आहे, विशेषत: मानव रहित लिडर सिस्टममध्ये तसेच फ्री-स्पेस कम्युनिकेशन्स.