Utafiti wa hivi punde wa kigundua picha cha maporomoko ya theluji

Utafiti wa hivi punde wakigundua picha cha theluji

Teknolojia ya kugundua infrared inatumika sana katika uchunguzi wa kijeshi, ufuatiliaji wa mazingira, utambuzi wa matibabu na nyanja zingine. Vigunduzi vya jadi vya infrared vina vikwazo fulani katika utendakazi, kama vile unyeti wa kutambua, kasi ya majibu na kadhalika. Nyenzo za InAs/InAsSb za Daraja la II la superlattice (T2SL) zina sifa bora za uumeme wa picha na ubadilikaji, na hivyo kuzifanya kuwa bora kwa vigunduzi vya mawimbi ya muda mrefu ya infrared (LWIR). Tatizo la majibu dhaifu katika kugundua wimbi la muda mrefu la infrared limekuwa la wasiwasi kwa muda mrefu, ambalo linapunguza sana uaminifu wa maombi ya kifaa cha elektroniki. Ingawa kifaa cha kugundua maporomoko ya theluji (Kitambuzi cha picha cha APD) ina utendaji bora wa majibu, inakabiliwa na giza la juu wakati wa kuzidisha.

Ili kutatua matatizo haya, timu kutoka Chuo Kikuu cha Sayansi ya Elektroniki na Teknolojia ya China imefanikiwa kuunda mfumo wa hali ya juu wa Daraja la II la superlattice (T2SL) ya mawimbi ya muda mrefu ya avalanche photodiode (APD). Watafiti walitumia kiwango cha chini cha ujumuishaji wa nyukishaji wa InAs/InAsSb T2SL ili kupunguza mkondo wa giza. Wakati huo huo, AlAsSb yenye thamani ya chini ya k hutumika kama safu ya kuzidisha ili kukandamiza kelele ya kifaa huku ikidumisha faida ya kutosha. Muundo huu hutoa suluhisho la kuahidi kwa kukuza maendeleo ya teknolojia ya kugundua mawimbi ya infrared. Kigunduzi huchukua muundo wa ngazi, na kwa kurekebisha uwiano wa utungaji wa InAs na InAsSb, mabadiliko ya laini ya muundo wa bendi hupatikana, na utendaji wa detector unaboreshwa. Kwa upande wa mchakato wa uteuzi wa nyenzo na utayarishaji, utafiti huu unaeleza kwa kina mbinu ya ukuaji na vigezo vya mchakato wa nyenzo za InAs/InAsSb T2SL zilizotumiwa kuandaa kigunduzi. Kuamua muundo na unene wa InAs/InAsSb T2SL ni muhimu na urekebishaji wa vigezo unahitajika ili kufikia usawa wa dhiki. Katika muktadha wa utambuzi wa infrared ya mawimbi marefu, ili kufikia urefu wa kukatwa wa urefu sawa na InAs/GaSb T2SL, kipindi kinene zaidi cha InAs/InAsSb T2SL kinahitajika. Hata hivyo, monocycle nene husababisha kupungua kwa mgawo wa kunyonya katika mwelekeo wa ukuaji na ongezeko la wingi wa mashimo katika T2SL. Imegundulika kuwa kuongeza kijenzi cha Sb kunaweza kufikia urefu mrefu wa kukatika kwa mawimbi bila kuongeza kwa kiasi kikubwa unene wa kipindi kimoja. Walakini, utungaji mwingi wa Sb unaweza kusababisha kutengwa kwa vitu vya Sb.

Kwa hivyo, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL yenye kikundi cha Sb 0.5 ilichaguliwa kama safu amilifu ya APD.kigundua picha. InAs/InAsSb T2SL hukua zaidi kwenye vitenge vya GaSb, kwa hivyo jukumu la GaSb katika udhibiti wa matatizo linahitaji kuzingatiwa. Kimsingi, kufikia msawazo wa mkazo kunahusisha kulinganisha wastani wa kimiani usiobadilika wa latiti kuu kwa kipindi kimoja na usawazishaji wa kimiani wa substrate. Kwa ujumla, mkazo wa mvutano katika InAs hulipwa na mkazo wa kubana ulioletwa na InAsSb, na kusababisha safu ya InAs nene kuliko safu ya InAsSb. Utafiti huu ulipima sifa za mwitikio wa umeme wa picha za kigundua maporomoko ya theluji, ikijumuisha mwitikio wa spectral, mkondo wa giza, kelele, n.k., na kuthibitisha ufanisi wa muundo wa safu ya upinde wa mvua iliyoinuka. Athari ya kuzidisha maporomoko ya theluji inachambuliwa, na uhusiano kati ya sababu ya kuzidisha na nguvu ya mwanga wa tukio, halijoto na vigezo vingine hujadiliwa.

FIG. (A) Mchoro wa kimkakati wa InAs/InAsSb kigundua picha cha infrared cha APD cha mawimbi marefu; (B) Mchoro wa mpangilio wa sehemu za umeme kwenye kila safu ya kigundua picha cha APD.