ಹಿಮಪಾತದ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆ

ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಹಿಮಪಾತದ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್

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 ಮುಂತಾದವು. InAs/InAsSb ವರ್ಗ II ಸೂಪರ್‌ಲ್ಯಾಟಿಸ್ (T2SL) ವಸ್ತುಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಟ್ಯೂನಬಿಲಿಟಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಇದು ದೀರ್ಘ-ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು (LWIR) ಪತ್ತೆಕಾರಕಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ದೀರ್ಘ ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆಯಲ್ಲಿನ ದುರ್ಬಲ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಯು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಕಾಳಜಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ ಹಿಮಪಾತದ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ (ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್) ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಗುಣಾಕಾರ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಡಾರ್ಕ್ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಬಳಲುತ್ತದೆ.

ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಚೀನಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ತಂಡವು ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ವರ್ಗ II ಸೂಪರ್‌ಲ್ಯಾಟಿಸ್ (T2SL) ದೀರ್ಘ-ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು ಅವಲಾಂಚ್ ಫೋಟೋಡಿಯೋಡ್ (APD) ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದೆ. ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಂಶೋಧಕರು InAs/InAsSb T2SL ಅಬ್ಸಾರ್ಬರ್ ಲೇಯರ್‌ನ ಕಡಿಮೆ ಆಗರ್ ರಿಕಾಂಬಿನೇಶನ್ ದರವನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದಾರೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸಾಕಷ್ಟು ಲಾಭವನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಂಡು ಸಾಧನದ ಶಬ್ದವನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲು ಕಡಿಮೆ k ಮೌಲ್ಯದೊಂದಿಗೆ AlAsSb ಅನ್ನು ಗುಣಕ ಪದರವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದೀರ್ಘ ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಈ ವಿನ್ಯಾಸವು ಭರವಸೆಯ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಹಂತ ಹಂತದ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು InAs ಮತ್ತು InAsSb ಸಂಯೋಜನೆಯ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಬ್ಯಾಂಡ್ ರಚನೆಯ ಮೃದುವಾದ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಪತ್ತೆಕಾರಕವನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುವ InAs/InAsSb T2SL ವಸ್ತುಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. InAs/InAsSb T2SL ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ದಪ್ಪವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ದೀರ್ಘ-ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, InAs/GaSb T2SL ನಂತೆಯೇ ಅದೇ ಕಟ್-ಆಫ್ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ದಪ್ಪವಾದ InAs/InAsSb T2SL ಏಕ ಅವಧಿಯ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ದಪ್ಪವಾದ ಮೊನೊಸೈಕಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕದಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು T2SL ನಲ್ಲಿ ರಂಧ್ರಗಳ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. Sb ಘಟಕವನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ಏಕ ಅವಧಿಯ ದಪ್ಪವನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸದೆಯೇ ದೀರ್ಘ ಕಟ್ಆಫ್ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅತಿಯಾದ Sb ಸಂಯೋಜನೆಯು Sb ಅಂಶಗಳ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.

ಆದ್ದರಿಂದ, Sb ಗುಂಪು 0.5 ನೊಂದಿಗೆ InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL ಅನ್ನು APD ಯ ಸಕ್ರಿಯ ಪದರವಾಗಿ ಆಯ್ಕೆಮಾಡಲಾಗಿದೆಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್. InAs/InAsSb T2SL ಮುಖ್ಯವಾಗಿ GaSb ತಲಾಧಾರಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ನಿರ್ವಹಣೆಯಲ್ಲಿ GaSb ನ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ, ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಒಂದು ಅವಧಿಗೆ ಸೂಪರ್‌ಲ್ಯಾಟಿಸ್‌ನ ಸರಾಸರಿ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವನ್ನು ತಲಾಧಾರದ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, InAs ನಲ್ಲಿನ ಕರ್ಷಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು InAsSb ಪರಿಚಯಿಸಿದ ಸಂಕುಚಿತ ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಿಂದ ಸರಿದೂಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ InAsSb ಪದರಕ್ಕಿಂತ ದಪ್ಪವಾದ InAs ಲೇಯರ್ ಆಗುತ್ತದೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ, ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್, ಶಬ್ದ, ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಹಿಮಪಾತದ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಟೆಪ್ಡ್ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಲೇಯರ್ ವಿನ್ಯಾಸದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿತು. ಹಿಮಪಾತದ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಹಿಮಪಾತದ ಗುಣಾಕಾರ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗುಣಾಕಾರ ಅಂಶ ಮತ್ತು ಘಟನೆ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿ, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಇತರ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಅಂಜೂರ (A) InAs/InAsSb ದೀರ್ಘ-ತರಂಗ ಅತಿಗೆಂಪು APD ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ; (B) APD ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಪ್ರತಿ ಪದರದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ.