Teknolojia vaovaon'nympitsikilo sary silikônina manify
Ny rafitra fakana photon dia ampiasaina hanatsarana ny fidiran'ny hazavana amin'ny endrika manifyfitaovana fandrefesana sary silikônina
Miha-mahazo vahana haingana ny rafitra fotonika amin'ny fampiharana maro vao misondrotra, anisan'izany ny fifandraisana optika, ny fahatsapana liDAR, ary ny sary ara-pitsaboana. Na izany aza, ny fampiasana betsaka ny fotonika amin'ny vahaolana ara-teknika amin'ny ho avy dia miankina amin'ny vidin'ny famokarana.photodetectors, izay miankina betsaka amin'ny karazana semiconductor ampiasaina amin'izany tanjona izany.
Araka ny fomban-drazana, ny silisiôma (Si) no semiconductor be mpampiasa indrindra amin'ny indostrian'ny elektronika, hany ka ny ankamaroan'ny indostria dia efa matotra amin'ity akora ity. Indrisy anefa fa ny Si dia manana coefficient absorption hazavana malemy amin'ny spectrum near infrared (NIR) raha oharina amin'ny semiconductor hafa toy ny gallium arsenide (GaAs). Noho izany, ny GaAs sy ny firaka mifandraika amin'izany dia miroborobo amin'ny fampiharana photonic saingy tsy mifanaraka amin'ny dingana semiconductor metal-oxide (CMOS) mahazatra ampiasaina amin'ny famokarana elektronika. Izany dia nitarika fiakarana be teo amin'ny vidin'ny famokarana azy ireo.
Nahita fomba iray hanatsarana be dia be ny fidiran'ny hazavana akaiky-infrared ao amin'ny silisiôma ireo mpikaroka, izay mety hitarika amin'ny fampihenana ny vidiny amin'ny fitaovana fotonika avo lenta, ary ny ekipa mpikaroka ao amin'ny UC Davis dia mitarika paikady vaovao hanatsarana be dia be ny fidiran'ny hazavana ao amin'ny sarimihetsika manify silisiôma. Ao amin'ny lahatsorany farany tao amin'ny Advanced Photonics Nexus, dia nasehon'izy ireo voalohany ny fampisehoana fanandramana momba ny photodetector miorina amin'ny silisiôma miaraka amin'ny rafitra micro - sy nano-surface maka hazavana, izay mahatratra fanatsarana tsy mbola nisy toa azy azo ampitahaina amin'ny GaAs sy semiconductors vondrona III-V hafa. Ny photodetector dia misy takelaka silisiôma boribory matevina toy ny mikron napetraka eo amin'ny substrate insulation, miaraka amin'ny "rantsantanana" metaly mivelatra toy ny rantsantanana avy amin'ny metaly mifandray eo an-tampon'ny takelaka. Zava-dehibe ny manamarika fa ny silisiôma mibontsina dia feno lavaka boribory voalamina amin'ny lamina miverimberina izay miasa ho toerana fakana photon. Ny rafitra ankapobeny amin'ny fitaovana dia mahatonga ny hazavana miditra matetika hiondrika efa ho 90° rehefa mamely ny velarana, mamela azy hiparitaka amin'ny lafiny manaraka ny fiaramanidina Si. Ireo fomba fiparitahana miankavia ireo dia mampitombo ny halavan'ny dian'ny hazavana ary mampihena izany, ka mitarika ho amin'ny fifandraisana bebe kokoa eo amin'ny hazavana sy ny zavatra ary noho izany dia mitombo ny fidiran'ny hazavana.
Nanao simulation optika sy fanadihadiana teorika ihany koa ireo mpikaroka mba hahatakarana bebe kokoa ny vokatry ny rafitra fakana photon, ary nanao andrana maromaro nampitaha ireo photodetector misy sy tsy misy azy ireo. Hitan'izy ireo fa ny fakana photon dia nitarika fanatsarana lehibe teo amin'ny fahombiazan'ny absorption broadband tao amin'ny spectrum NIR, nijanona ambonin'ny 68% miaraka amin'ny tampon'isa 86%. Tsara homarihina fa ao amin'ny tarika infrarouge akaiky, ny coefficient absorption an'ny photodetector fakana photon dia avo imbetsaka noho ny an'ny silikônina mahazatra, mihoatra ny gallium arsenide. Ho fanampin'izany, na dia natao ho an'ny takelaka silikônina 1μm matevina aza ny famolavolana natolotra, ny simulation ny sarimihetsika silikônina 30 nm sy 100 nm mifanaraka amin'ny elektronika CMOS dia mampiseho fahombiazana nohatsaraina mitovy.
Amin'ny ankapobeny, ny vokatry ny fanadihadiana dia mampiseho paikady mampanantena hanatsarana ny fahombiazan'ny photodetectors mifototra amin'ny silikônina amin'ny fampiharana photonics vao misondrotra. Azo tratrarina ny absorption avo lenta na dia amin'ny sosona silikônina manify dia manify aza, ary azo tazonina ho ambany ny capacitance parasitique an'ny circuit, izay tena ilaina amin'ny rafitra haingam-pandeha. Ankoatra izany, ity fomba natolotra ity dia mifanaraka amin'ny dingana famokarana CMOS maoderina ary noho izany dia manana ny fahafahana hanova tanteraka ny fomba fampidirana ny optoelektronika amin'ny circuits nentim-paharazana. Izany, indray, dia mety hanokatra lalana ho an'ny fandrosoana lehibe amin'ny tambajotra informatika haingana dia haingana sy ny teknolojia sary.
Fotoana fandefasana: 12 Novambra 2024