Vigunduzi vya picha vya kasi ya juu huletwa na vigunduzi vya picha vya InGaAs

Vigunduzi vya picha vya kasi ya juu vinaletwa naVigunduzi vya picha vya InGaAs

Vigunduzi vya picha vya kasi ya juuKatika uwanja wa mawasiliano ya macho, vigunduzi vya picha vya III-V InGaAs na IV full Si na Ge/Vigunduzi vya picha. Ya kwanza ni kigunduzi cha jadi cha karibu na infrared, ambacho kimekuwa kikitawala kwa muda mrefu, huku ya pili ikitegemea teknolojia ya macho ya silicon kuwa nyota inayoibuka, na ni sehemu maarufu katika uwanja wa utafiti wa kimataifa wa optoelectronics katika miaka ya hivi karibuni. Kwa kuongezea, vigunduzi vipya vinavyotegemea perovskite, vifaa vya kikaboni na vya pande mbili vinaendelea kwa kasi kutokana na faida za usindikaji rahisi, unyumbufu mzuri na sifa zinazoweza kubadilishwa. Kuna tofauti kubwa kati ya vigunduzi hivi vipya na vigunduzi vya picha vya jadi visivyo vya kikaboni katika sifa za nyenzo na michakato ya utengenezaji. Vigunduzi vya Perovskite vina sifa bora za kunyonya mwanga na uwezo mzuri wa usafirishaji wa chaji, vigunduzi vya vifaa vya kikaboni hutumika sana kwa gharama nafuu na elektroni zinazonyumbulika, na vigunduzi vya vifaa vya pande mbili vimevutia umakini mkubwa kutokana na sifa zao za kipekee za kimwili na uhamaji mkubwa wa kubeba. Hata hivyo, ikilinganishwa na vigunduzi vya InGaAs na Si/Ge, vigunduzi vipya bado vinahitaji kuboreshwa kwa upande wa utulivu wa muda mrefu, ukomavu wa utengenezaji na ujumuishaji.

InGaAs ni mojawapo ya nyenzo bora za kutambua vigunduzi vya foto vya kasi ya juu na mwitikio wa juu. Kwanza kabisa, InGaAs ni nyenzo ya semiconductor ya bandpeg ya moja kwa moja, na upana wake wa bandpeg unaweza kudhibitiwa na uwiano kati ya In na Ga ili kufikia ugunduzi wa ishara za macho za mawimbi tofauti. Miongoni mwao, In0.53Ga0.47As inalingana kikamilifu na kimiani ya substrate ya InP, na ina mgawo mkubwa wa kunyonya mwanga katika bendi ya mawasiliano ya macho, ambayo ndiyo inayotumika sana katika utayarishaji wavigunduzi vya picha, na mkondo mweusi na utendaji wa mwitikio pia ni bora zaidi. Pili, vifaa vya InGaAs na InP vyote vina kasi kubwa ya kuteleza kwa elektroni, na kasi yao ya kuteleza kwa elektroni iliyojaa ni takriban 1×107 cm/s. Wakati huo huo, vifaa vya InGaAs na InP vina athari ya kuteleza kwa kasi ya elektroni chini ya uwanja maalum wa umeme. Kasi ya kuteleza kwa kasi inaweza kugawanywa katika 4×107cm/s na 6×107cm/s, ambayo inafaa kwa kufikia kipimo data kikubwa cha muda cha mtoa huduma. Kwa sasa, kigunduzi picha cha InGaAs ndicho kigunduzi picha kikuu zaidi kwa mawasiliano ya macho, na njia ya kuunganisha matukio ya uso inatumika zaidi sokoni, na bidhaa za kigunduzi cha matukio ya uso cha 25 Gbaud/s na 56 Gbaud/s zimegunduliwa. Vigunduzi vidogo vya ukubwa, matukio ya nyuma na matukio makubwa ya uso wa kipimo data pia vimetengenezwa, ambavyo vinafaa zaidi kwa matumizi ya kasi ya juu na kueneza kwa juu. Hata hivyo, kichunguzi cha tukio la uso kinapunguzwa na hali yake ya kuunganisha na ni vigumu kuunganishwa na vifaa vingine vya optoelectronic. Kwa hivyo, pamoja na uboreshaji wa mahitaji ya ujumuishaji wa optoelectronic, vigunduzi vya picha vya InGaAs vilivyounganishwa na mwongozo wa mawimbi vyenye utendaji bora na vinavyofaa kwa ujumuishaji vimekuwa kitovu cha utafiti polepole, ambapo moduli za kibiashara za 70 GHz na 110 GHz InGaAs photoprobe karibu zote zinatumia miundo iliyounganishwa na mwongozo wa mawimbi. Kulingana na nyenzo tofauti za substrate, probe ya picha ya InGaAs inayounganisha mwongozo wa mawimbi inaweza kugawanywa katika kategoria mbili: InP na Si. Nyenzo ya epitaxial kwenye substrate ya InP ina ubora wa juu na inafaa zaidi kwa ajili ya utayarishaji wa vifaa vya utendaji wa juu. Hata hivyo, kutolingana mbalimbali kati ya nyenzo za III-V, nyenzo za InGaAs na substrate za Si zilizokuzwa au kuunganishwa kwenye substrate za Si husababisha ubora duni wa nyenzo au kiolesura, na utendaji wa kifaa bado una nafasi kubwa ya kuboreshwa.