TambulishaKitambuzi cha picha cha InGaAs
InGaAs ni moja ya nyenzo bora za kufikia mwitikio wa hali ya juu naphotodetector ya kasi ya juu. Kwanza, InGaAs ni nyenzo ya semiconductor ya bandgap ya moja kwa moja, na upana wake wa bendi unaweza kudhibitiwa na uwiano kati ya In na Ga, kuwezesha ugunduzi wa mawimbi ya macho ya urefu tofauti wa mawimbi. Miongoni mwao, In0.53Ga0.47As inalingana kikamilifu na kimiani ya substrate ya InP na ina mgawo wa juu sana wa kunyonya mwanga katika bendi ya mawasiliano ya macho. Ni wengi sana kutumika katika maandalizi yakigundua pichana pia ina utendaji bora zaidi wa mkondo wa giza na uwajibikaji. Pili, InGaAs na nyenzo za InP zina kasi ya juu kiasi ya kupeperushwa kwa elektroni, na kasi zao za kusogea za elektroni zilizojaa zote ni takriban 1×107cm/s. Wakati huo huo, chini ya sehemu maalum za umeme, InGaAs na vifaa vya InP huonyesha athari za kupindukia kwa kasi ya elektroni, na kasi zao za kupita kiasi kufikia 4×107cm/s na 6×107cm/s mtawalia. Inafaa kufikia kipimo cha juu cha kuvuka. Kwa sasa, vigunduzi vya picha vya InGaAs ndio detector ya kawaida zaidi ya mawasiliano ya macho. Katika soko, njia ya kuunganisha matukio ya uso ni ya kawaida zaidi. Bidhaa za kitambua matukio ya usoni zenye 25 Gaud/s na 56 Gaud/s tayari zinaweza kuzalishwa kwa wingi. Vigunduzi vya matukio ya usoni vyenye ukubwa mdogo, matukio ya nyuma na ya juu-bandwidth pia vimeundwa, hasa kwa programu kama vile kasi ya juu na kueneza kwa juu. Hata hivyo, kutokana na mapungufu ya mbinu zao za kuunganisha, wachunguzi wa matukio ya uso ni vigumu kuunganisha na vifaa vingine vya optoelectronic. Kwa hivyo, pamoja na kuongezeka kwa mahitaji ya muunganisho wa optoelectronic, vigunduzi vya picha vya mawimbi vilivyounganishwa na InGaAs vilivyo na utendaji bora na vinavyofaa kuunganishwa vimekuwa lengo la utafiti polepole. Miongoni mwao, moduli za kibiashara za InGaAs za 70GHz na 110GHz karibu zote zinapitisha miundo ya kuunganisha ya wimbi. Kulingana na tofauti katika nyenzo za substrate, vigunduzi vya picha vya mwongozo wa wimbi vilivyounganishwa vya InGaAs vinaweza kuainishwa katika aina mbili: INP-msingi na Si-msingi. Nyenzo epitaxial kwenye substrates za InP ina ubora wa juu na inafaa zaidi kwa utengenezaji wa vifaa vya utendaji wa juu. Hata hivyo, kwa nyenzo za kikundi cha III-V zinazokuzwa au kuunganishwa kwenye substrates za Si, kutokana na kutofautiana mbalimbali kati ya nyenzo za InGaAs na substrates za Si, ubora wa nyenzo au kiolesura ni duni, na bado kuna nafasi kubwa ya kuboresha utendakazi wa vifaa.
Utulivu wa photodetector katika mazingira mbalimbali ya maombi, hasa chini ya hali mbaya, pia ni moja ya mambo muhimu katika matumizi ya vitendo. Katika miaka ya hivi karibuni, aina mpya za vigunduzi kama vile perovskite, kikaboni na vifaa vya pande mbili, ambazo zimevutia umakini mkubwa, bado zinakabiliwa na changamoto nyingi katika suala la utulivu wa muda mrefu kutokana na ukweli kwamba nyenzo zenyewe huathiriwa kwa urahisi na sababu za mazingira. Wakati huo huo, mchakato wa ujumuishaji wa nyenzo mpya bado haujakomaa, na uchunguzi zaidi bado unahitajika kwa uzalishaji wa kiwango kikubwa na uthabiti wa utendaji.
Ingawa kuanzishwa kwa inductors kunaweza kuongeza kwa ufanisi kipimo data cha vifaa kwa sasa, si maarufu katika mifumo ya mawasiliano ya macho ya dijiti. Kwa hiyo, jinsi ya kuepuka athari mbaya ili kupunguza zaidi vigezo vya RC vimelea vya kifaa ni mojawapo ya maelekezo ya utafiti wa photodetector ya kasi ya juu. Pili, kadri kipimo data cha vigunduzi vya picha vilivyounganishwa kwa wimbi kinapoendelea kuongezeka, kikwazo kati ya kipimo data na uwajibikaji huanza kujitokeza tena. Ingawa vifaa vya kutambua picha vya Ge/Si na kigundua picha cha InGaAs chenye kipimo data cha 3dB kinachozidi GHz 200 vimeripotiwa, uwajibikaji wao si wa kuridhisha. Jinsi ya kuongeza kipimo data huku ukidumisha uwajibikaji mzuri ni mada muhimu ya utafiti, ambayo inaweza kuhitaji kuanzishwa kwa nyenzo mpya zinazoendana na mchakato (usogeaji wa juu na mgawo wa juu wa kunyonya) au muundo mpya wa vifaa vya kasi ya juu ili kutatua. Kwa kuongeza, kadri kipimo data cha kifaa kinavyoongezeka, matukio ya utumaji wa vigunduzi katika viungo vya picha za microwave vitaongezeka polepole. Tofauti na matukio madogo ya nguvu ya macho na ugunduzi wa unyeti mkubwa katika mawasiliano ya macho, hali hii, kwa misingi ya kipimo cha juu cha data, ina mahitaji ya juu ya kueneza kwa nguvu kwa matukio ya juu ya nguvu. Hata hivyo, vifaa vya high-bandwidth kawaida huchukua miundo ya ukubwa mdogo, kwa hiyo si rahisi kutengeneza picha za picha za kasi ya juu na za kueneza kwa nguvu, na ubunifu zaidi unaweza kuhitajika katika uchimbaji wa carrier na uharibifu wa joto wa vifaa. Hatimaye, kupunguza mkondo wa giza wa vigunduzi vya kasi ya juu bado ni tatizo ambalo vigunduzi vya picha vilivyo na kutolingana kwa kimiani vinahitaji kutatua. Giza la sasa linahusiana hasa na ubora wa kioo na hali ya uso wa nyenzo. Kwa hivyo, michakato muhimu kama vile heteroepitaxy ya ubora wa juu au kuunganisha chini ya mifumo isiyolingana ya kimiani inahitaji utafiti na uwekezaji zaidi.
Muda wa kutuma: Aug-20-2025