Tuhinga: Ko te hanganga taketake me te maapono mahi o te kaititiro whakaahua avalanche (APD photo detector) ka whakaurua, ka tātarihia te tukanga kunenga o te hanganga taputapu, ka whakarapopotohia te mana rangahau o naianei, ka akohia te whanaketanga o te APD a meake nei.
1. Kupu Whakataki
Ko te kaitirotiro whakaahua he taputapu e huri ana i nga tohu marama ki nga tohu hiko. I roto i te akairapu whakaahua semiconductor, ko te kaikawe whakaahua-whakaahua e hikaka ana na te whakaahuatanga maiki ka uru ki roto i te ara iahiko o waho i raro i te ngaohiko rītaha tono me te hanga i te rerenga whakaahua ine. Ahakoa te nui o te whakautu, ka taea e te whakaahua whakaahua PIN te whakaputa takirua takirua hiko-hiko i te nuinga, he taputapu kaore he taonga o roto. Mo te aro nui ake, ka taea te whakamahi i te avalanche photodiode (APD). Ko te kaha whakakaha o te APD i runga i te photocurrent e ahu mai ana i te awenga tukinga ionization. I raro i etahi ahuatanga, ka taea e nga irahiko tere me nga kohao te nui o te kaha ki te tukituki ki te kupenga ki te whakaputa i nga takirua hou o nga kohao-hiko. Ko tenei tukanga he tauhohenga mekameka, kia taea ai e te takirua o nga takirua irahiko-poka i hangaia e te whakauru marama ki te whakaputa i te maha o nga takirua hiko-hiko me te hanga i te whakaahua tuarua nui. Na reira, he nui te urupare me te painga o roto o te APD, e pai ake ai te tohu-ki-haruru o te taputapu. Ko te APD te nuinga ka whakamahia i roto i nga punaha korero muka whatu tawhiti, iti ake ranei me etahi atu herenga mo te mana whatu kua riro. I tenei wa, he maha nga tohunga o nga taputapu whatu e tino pai ana mo nga tumanakohanga o te APD, me te whakapono he mea tika te rangahau o te APD hei whakarei ake i te whakataetae o te ao o nga mara e pa ana.
2. Te whanaketanga hangarau okaitirotiro whakaahua horonga(Whakaahua APD)
2.1 Rauemi
(1)Ko te kaitirotiro whakaahua
Ko te hangarau rauemi Si he hangarau pakeke e whakamahia nuitia ana i roto i te mara o te microelectronics, engari kaore e pai mo te whakarite o nga taputapu i roto i te awhe roangaru o te 1.31mm me te 1.55mm e whakaaetia ana i roto i te waahanga o te whakawhitiwhiti whakaaro.
(2)Ge
Ahakoa he pai te urupare a Ge APD mo nga whakaritenga o te iti o te mate me te iti o te marara i roto i te tuku muka whatu, he tino uaua ki te mahi whakarite. I tua atu, he tata ki te () 1 te owehenga o te irahiko me te kohao a Ge, na reira he uaua ki te whakarite i nga taputapu APD mahi nui.
(3)In0.53Ga0.47As/InP
He tikanga whai hua ki te kowhiri i te In0.53Ga0.47As hei papa whakauru marama o APD me InP hei paparanga whakarea. Ko te tihi absorption o In0.53Ga0.47As rauemi ko 1.65mm, 1.31mm, 1.55mm roangaru ko e pā ana ki 104cm-1 whakarea absorption teitei, i te mea te rauemi pai mo te apa absorption o te pūoko marama i tenei wa.
(4)InGaAs photodetector/I rotokaitirotiro whakaahua
Ma te kowhiri i te InGaAsP hei paparanga momi marama me te InP hei paparanga whakarea, ka taea te whakarite APD me te roangaru whakautu o te 1-1.4mm, te pai o te rahinga, te iti o te pouri me te nui o te horonga ka taea te whakarite. Ma te kowhiri i nga waahanga rereke rereke, ka tutuki nga mahi pai mo nga roangaru motuhake.
(5)InGaAs/InAlAs
In0.52Al0.48As rauemi he aputa ropu (1.47eV) me te kore e mimiti i te awhe roangaru o 1.55mm. He taunakitanga ka taea e te paparanga epitaxial angiangi In0.52Al0.48As te whiwhi hua pai ake i te InP hei paparanga multiplicator i raro i te ahua o te wero irahiko parakore.
(6)InGaAs/InGaAs (P) /InAlAs me InGaAs/In (Al) GaAs/InAlAs
Ko te reiti katote o nga rawa he mea nui e pa ana ki te mahi o te APD. Ko nga hua e whakaatu ana ka taea te whakapai ake i te reeti katote tukinga o te paparanga whakarea ma te whakauru i nga hanganga superlattice InGaAs (P) /InAlAs me In (Al) GaAs/InAlAs. Ma te whakamahi i te hanganga superlattice, ka taea e te miihini roopu te whakahaere i te koretake o te taha o te roopu asymmetric i waenga i te roopu kawe me nga uara roopu valence, me te whakarite kia nui ake te koretake o te roopu kawe i te koretake o te roopu whana (ΔEc>>ΔEv). Ka whakatauritea ki nga rawa nui o InGaAs, InGaAs/InAlAs quantum well electron ionization rate (a) ka tino piki ake, a, ka nui ake te kaha o nga irahiko me nga kohao. Na te ΔEc>>ΔEv, ka taea te whakaaro ko te kaha ka riro mai i nga irahiko ka nui ake te reeti katote irahiko nui atu i te koha o te kaha o te kohao ki te reeti katote kohao (b). Ka piki ake te ōwehenga (k) o te tere katote irahiko ki te reeti katote kohao. Na reira, ka taea te whiwhi hua-nui-a-whaanui (GBW) me te iti o te haruru ma te whakamahi i nga hanganga superlattice. Heoi ano, ko tenei InGaAs/InAlAs quantum well structure APD, ka taea te whakanui ake i te uara k, he uaua ki te tono ki nga kaiwhiwhi whatu. Ko te mea tenei na te mea ko te tauwehe whakarea e pa ana ki te tino urupare ka whakawhäitihia e te au pouri, kaua ko te haruru whakarea. I roto i tenei hanganga, ko te ahua pouri i te nuinga o te take na te awenga o te papa o te puna InGaA me te aputa piriti whaiti, no reira ko te whakaurunga o te koranu quaternary aputa whanui-whanui, penei i te InGaAsP, InAlGaAs ranei, hei utu mo InGaAs hei papa pai. Ka taea e te hanganga puna quantum te pehi i te au pouri.
Te wa tuku: Noema-13-2023