Utafiti wa hivi karibuni wa kigunduzi cha picha cha maporomoko ya theluji

Utafiti wa hivi karibuni wakigunduzi cha picha cha maporomoko ya theluji

Teknolojia ya kugundua infrared hutumika sana katika upelelezi wa kijeshi, ufuatiliaji wa mazingira, utambuzi wa kimatibabu na nyanja zingine. Vigunduzi vya infrared vya kitamaduni vina mapungufu katika utendaji, kama vile unyeti wa kugundua, kasi ya mwitikio na kadhalika. Vifaa vya InAs/InAsSb Daraja la II superlattice (T2SL) vina sifa bora za fotoelectric na uwezo wa kuvirekebisha, na kuvifanya vifae kwa vigunduzi vya infrared vya mawimbi marefu (LWIR). Tatizo la mwitikio dhaifu katika ugunduzi wa infrared wa mawimbi marefu limekuwa tatizo kwa muda mrefu, ambalo hupunguza sana uaminifu wa matumizi ya vifaa vya kielektroniki. Ingawa kigunduzi cha picha cha maporomoko ya theluji (Kigunduzi cha picha cha APD) ina utendaji bora wa mwitikio, inakabiliwa na mkondo mkubwa wa giza wakati wa kuzidisha.

Ili kutatua matatizo haya, timu kutoka Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia ya Kielektroniki cha China imefanikiwa kubuni photodiode ya infrared ya Daraja la II (T2SL) yenye utendaji wa hali ya juu ya mawimbi marefu ya infrared (APD). Watafiti walitumia kiwango cha chini cha uunganishaji wa kianzio cha safu ya kifyonzaji cha InAs/InAsSb T2SL ili kupunguza mkondo mweusi. 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 ajili ya kukuza maendeleo ya teknolojia ya kugundua infrared ya mawimbi marefu. Kigunduzi hutumia muundo wa ngazi, na kwa kurekebisha uwiano wa muundo wa InAs na InAsSb, mpito laini wa muundo wa bendi hupatikana, na utendaji wa kigunduzi unaboreshwa. Kwa upande wa uteuzi wa nyenzo na mchakato wa maandalizi, utafiti huu unaelezea kwa undani njia ya ukuaji na vigezo vya mchakato wa nyenzo za InAs/InAsSb T2SL zinazotumika kuandaa kigunduzi. Kubaini muundo na unene wa InAs/InAsSb T2SL ni muhimu na marekebisho ya vigezo yanahitajika ili kufikia usawa wa mkazo. Katika muktadha wa ugunduzi wa infrared wa mawimbi marefu, ili kufikia urefu sawa wa wimbi la kukatwa kama InAs/GaSb T2SL, kipindi kimoja cha InAs/InAsSb T2SL chenye unene zaidi kinahitajika. Hata hivyo, mzunguko mmoja mzito husababisha kupungua kwa mgawo wa unyonyaji katika mwelekeo wa ukuaji na ongezeko la uzito mzuri wa mashimo katika T2SL. Imegundulika kuwa kuongeza sehemu ya Sb kunaweza kufikia urefu mrefu wa wimbi la kukatwa bila kuongeza kwa kiasi kikubwa unene wa kipindi kimoja. Hata hivyo, muundo mwingi wa Sb unaweza kusababisha mgawanyiko wa vipengele vya Sb.

Kwa hivyo, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL yenye kundi la Sb 0.5 ilichaguliwa kama safu amilifu ya APDkigunduzi cha pichaInAs/InAsSb T2SL hukua zaidi kwenye substrates za GaSb, kwa hivyo jukumu la GaSb katika usimamizi wa mkazo linahitaji kuzingatiwa. Kimsingi, kufikia usawa wa mkazo kunahusisha kulinganisha wastani wa kimiani thabiti ya superlattice kwa kipindi kimoja na kimiani thabiti ya substrate. Kwa ujumla, mkazo wa mvutano katika InAs hulipwa na mkazo wa mgandamizo unaoletwa na InAsSb, na kusababisha safu nene ya InAs kuliko safu ya InAsSb. Utafiti huu ulipima sifa za mwitikio wa fotoelektri ya kigunduzi cha maporomoko ya theluji, ikiwa ni pamoja na mwitikio wa spektrali, mkondo mweusi, kelele, n.k., na kuthibitisha ufanisi wa muundo wa safu ya gradient iliyopigwa hatua. Athari ya kuzidisha maporomoko ya theluji ya kigunduzi cha maporomoko ya theluji inachambuliwa, na uhusiano kati ya kipengele cha kuzidisha na nguvu ya mwanga wa tukio, halijoto na vigezo vingine unajadiliwa.

Mchoro (A) Mchoro wa kielelezo cha kigunduzi cha picha cha APD cha infrared cha InAs/InAsSb chenye mawimbi marefu; (B) Mchoro wa kielelezo wa sehemu za umeme katika kila safu ya kigunduzi cha picha cha APD.