Utafiti mpya kuhusu kigunduzi foto cha InGaAs chembamba sana

Utafiti mpya kuhusu nyembamba sanaKigunduzi picha cha InGaAs
Maendeleo ya teknolojia ya upigaji picha wa infrared ya mawimbi mafupi (SWIR) yametoa michango muhimu katika mifumo ya kuona usiku, ukaguzi wa viwanda, utafiti wa kisayansi, na ulinzi wa usalama na nyanja zingine. Kwa kuongezeka kwa mahitaji ya ugunduzi zaidi ya wigo wa mwanga unaoonekana, maendeleo ya vitambuzi vya picha vya infrared ya mawimbi mafupi pia yanaongezeka kila mara. Hata hivyo, kufikia ubora wa juu na kelele ya chini.kigunduzi cha picha cha wigo mpanabado inakabiliwa na changamoto nyingi za kiufundi. Ingawa kigunduzi cha picha cha infrared cha mawimbi mafupi cha InGaAs cha jadi kinaweza kuonyesha ufanisi bora wa ubadilishaji wa fotoelectric na uhamaji wa mbebaji, kuna utata wa kimsingi kati ya viashiria vyao muhimu vya utendaji na muundo wa kifaa. Ili kupata ufanisi wa juu wa quantum (QE), miundo ya kawaida inahitaji safu ya unyonyaji (AL) ya mikromita 3 au zaidi, na muundo huu wa kimuundo husababisha matatizo mbalimbali.
Ili kupunguza unene wa safu ya unyonyaji (TAL) katika infrared ya mawimbi mafupi ya InGaAskigunduzi cha picha, kufidia kupungua kwa unyonyaji katika mawimbi marefu ni muhimu, hasa wakati unene wa safu ya unyonyaji wa eneo dogo husababisha unyonyaji usiotosha katika safu ya urefu wa mawimbi marefu. Mchoro 1a unaonyesha njia ya kufidia unene wa safu ya unyonyaji wa eneo dogo kwa kupanua njia ya unyonyaji wa macho. Utafiti huu huongeza ufanisi wa quantum (QE) katika bendi ya infrared ya mawimbi mafupi kwa kuanzisha muundo wa mwangwi wa hali inayoongozwa na TiOx/Au (GMR) upande wa nyuma wa kifaa.

Ikilinganishwa na miundo ya kitamaduni ya kiakisi cha metali ya planar, muundo wa mwangwi wa hali inayoongozwa unaweza kutoa athari nyingi za mwangwi, na kuongeza kwa kiasi kikubwa ufanisi wa unyonyaji wa mwanga wa urefu wa mawimbi marefu. Watafiti waliboresha muundo wa vigezo muhimu vya muundo wa mwangwi wa hali inayoongozwa, ikiwa ni pamoja na kipindi, muundo wa nyenzo, na kipengele cha kujaza, kupitia mbinu ya uchambuzi mkali wa mawimbi yaliyounganishwa (RCWA). Kwa hivyo, kifaa hiki bado kinadumisha unyonyaji mzuri katika bendi ya infrared ya mawimbi mafupi. Kwa kutumia faida za nyenzo za InGaAs, watafiti pia walichunguza mwitikio wa spektra kulingana na muundo wa substrate. Kupungua kwa unene wa safu ya unyonyaji kunapaswa kuambatana na kupungua kwa EQE.
Kwa kumalizia, utafiti huu ulifanikiwa kutengeneza kigunduzi cha InGaAs chenye unene wa mikromita 0.98 pekee, ambacho ni nyembamba zaidi ya mara 2.5 kuliko muundo wa jadi. Wakati huo huo, kinadumisha ufanisi wa quantum wa zaidi ya 70% katika safu ya urefu wa wimbi la nm 400-1700. Mafanikio ya mafanikio ya kigunduzi foto cha InGaAs chembamba sana hutoa njia mpya ya kiufundi kwa ajili ya ukuzaji wa vitambuzi vya picha vya wigo mpana vyenye ubora wa juu na kelele ya chini. Muda wa haraka wa usafirishaji wa kibebaji unaoletwa na muundo wa muundo mwembamba sana unatarajiwa kupunguza kwa kiasi kikubwa mazungumzo ya umeme na kuboresha sifa za mwitikio wa kifaa. Wakati huo huo, muundo wa kifaa uliopunguzwa unafaa zaidi kwa teknolojia ya ujumuishaji wa chipu moja yenye pande tatu (M3D), na kuweka msingi wa kufikia safu za pikseli zenye msongamano mkubwa.