ಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆ

ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಹಿಮಪಾತ ದ್ಯುತಿಶೋಧಕ

ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಮಿಲಿಟರಿ ವಿಚಕ್ಷಣ, ಪರಿಸರ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ, ವೈದ್ಯಕೀಯ ರೋಗನಿರ್ಣಯ ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆಕಾರಕಗಳು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಪತ್ತೆ ಸಂವೇದನೆ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ವೇಗ ಮತ್ತು ಹೀಗೆ. InAs/InAsSb ವರ್ಗ II ಸೂಪರ್‌ಲ್ಯಾಟಿಸ್ (T2SL) ವಸ್ತುಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ಯೂನಬಿಲಿಟಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಅವುಗಳನ್ನು ದೀರ್ಘ-ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು (LWIR) ಪತ್ತೆಕಾರಕಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ದೀರ್ಘ ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆಯಲ್ಲಿ ದುರ್ಬಲ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಯು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಕಳವಳಕಾರಿಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಬಹಳವಾಗಿ ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ ಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್ (APD ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್) ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಗುಣಾಕಾರದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್‌ನಿಂದ ಬಳಲುತ್ತದೆ.

ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಚೀನಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ತಂಡವು ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ವರ್ಗ II ಸೂಪರ್‌ಲ್ಯಾಟಿಸ್ (T2SL) ದೀರ್ಘ-ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು ಅವಲಾಂಚೆ ಫೋಟೋಡಿಯೋಡ್ (APD) ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದೆ. ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಂಶೋಧಕರು InAs/InAsSb T2SL ಅಬ್ಸಾರ್ಬರ್ ಪದರದ ಕಡಿಮೆ ಆಗರ್ ಮರುಸಂಯೋಜನೆ ದರವನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕಡಿಮೆ k ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ AlAsSb ಅನ್ನು ಸಾಕಷ್ಟು ಲಾಭವನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಸಾಧನದ ಶಬ್ದವನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲು ಗುಣಕ ಪದರವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿನ್ಯಾಸವು ದೀರ್ಘ ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಭರವಸೆಯ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಒಂದು ಹಂತದ ಶ್ರೇಣೀಕೃತ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು InAs ಮತ್ತು InAsSb ನ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಬ್ಯಾಂಡ್ ರಚನೆಯ ಸುಗಮ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತು ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ತಯಾರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ, ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸುವ InAs/InAsSb T2SL ವಸ್ತುವಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ವಿವರವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. InAs/InAsSb T2SL ನ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ದಪ್ಪವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ನಿಯತಾಂಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ದೀರ್ಘ-ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, InAs/GaSb T2SL ನಂತೆಯೇ ಅದೇ ಕಟ್-ಆಫ್ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ದಪ್ಪವಾದ InAs/InAsSb T2SL ಏಕ ಅವಧಿ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ದಪ್ಪವಾದ ಏಕಚಕ್ರವು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕದಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು T2SL ನಲ್ಲಿ ರಂಧ್ರಗಳ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. Sb ಘಟಕವನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ಏಕ ಅವಧಿಯ ದಪ್ಪವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸದೆ ದೀರ್ಘ ಕಟ್-ಆಫ್ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅತಿಯಾದ Sb ಸಂಯೋಜನೆಯು Sb ಅಂಶಗಳ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.

ಆದ್ದರಿಂದ, Sb ಗುಂಪು 0.5 ಹೊಂದಿರುವ InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL ಅನ್ನು APD ಯ ಸಕ್ರಿಯ ಪದರವಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.ಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್. InAs/InAsSb T2SL ಮುಖ್ಯವಾಗಿ GaSb ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಬೆಳೆಯುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ನಿರ್ವಹಣೆಯಲ್ಲಿ GaSb ಪಾತ್ರವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ, ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಒಂದು ಅವಧಿಗೆ ಸೂಪರ್‌ಲ್ಯಾಟಿಸ್‌ನ ಸರಾಸರಿ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವನ್ನು ತಲಾಧಾರದ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, InAs ನಲ್ಲಿನ ಕರ್ಷಕ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಅನ್ನು InAsSb ಪರಿಚಯಿಸಿದ ಸಂಕೋಚಕ ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಿಂದ ಸರಿದೂಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು InAsSb ಪದರಕ್ಕಿಂತ ದಪ್ಪವಾದ InAs ಪದರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ, ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್, ಶಬ್ದ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಿತು ಮತ್ತು ಸ್ಟೆಪ್ಡ್ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಪದರ ವಿನ್ಯಾಸದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿತು. ಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಹಿಮಪಾತ ಗುಣಾಕಾರ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗುಣಾಕಾರ ಅಂಶ ಮತ್ತು ಘಟನೆಯ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿ, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಇತರ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಚರ್ಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ. (A) InAs/InAsSb ದೀರ್ಘ-ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು APD ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ; (B) APD ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಪದರದಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ.