Teknolojia vaovao nysilisiôma manify photodetector
Ny rafitra fakana sary dia ampiasaina hanatsara ny fisoronana hazavana amin'ny manifysilicone photodetectors
Ny rafitra fotonika dia mahazo vahana haingana amin'ny fampiharana maro mipoitra, ao anatin'izany ny fifandraisana optika, ny fandrefesana liDAR, ary ny sary ara-pitsaboana. Na izany aza, miankina amin'ny vidin'ny famokarana ny fampiasana ny fotonika amin'ny vahaolana momba ny injeniera ho avyphotodetectors, izay miankina betsaka amin'ny karazana semiconductor ampiasaina amin'izany tanjona izany.
Amin'ny fomba nentim-paharazana, ny silisiôma (Si) no semiconductor be indrindra amin'ny indostrian'ny elektronika, hany ka ny ankamaroan'ny indostria dia efa matotra manodidina an'io fitaovana io. Indrisy anefa, ny Si dia manana coefficient fanerena hazavana somary malemy amin'ny spektrum infrarouge akaiky (NIR) raha oharina amin'ny semiconductor hafa toy ny gallium arsenide (GaAs). Noho izany, ny GaAs sy ny alloys mifandraika dia miroborobo amin'ny fampiharana photonic fa tsy mifanaraka amin'ny fomba nentim-paharazana famenoana metal-oxide semiconductor (CMOS) ampiasaina amin'ny famokarana ny ankamaroan'ny elektronika. Nitarika fiakarana be ny vidin'ny famokarana azy ireo izany.
Ny mpikaroka dia namolavola fomba iray hanamafisana be ny fisondrotry ny infraroda akaiky amin'ny silisiôma, izay mety hitarika amin'ny fampihenana ny vidin'ny fitaovana fotonika avo lenta, ary ny ekipan'ny mpikaroka UC Davis dia manao ny paik'ady vaovao hanatsarana ny fisondrotry ny hazavana amin'ny sarimihetsika manify silisiôma. Ao amin'ny lahatsoratr'izy ireo farany ao amin'ny Advanced Photonics Nexus, dia sambany izy ireo no mampiseho fampisehoana andrana amin'ny photodetector mifototra amin'ny silisiôma miaraka amin'ny rafitra micro- sy nano-surface maka hazavana, ka mahatratra ny fanatsarana ny fampisehoana tsy mbola nisy hatrizay azo oharina amin'ny GaAs sy ny semiconductor vondrona III-V hafa. . Ny photodetector dia misy takelaka silisiôlika cylindrical matevina micron napetraka eo amin'ny substrate insulating, miaraka amin'ny "rantsan-tànana" metaly mivelatra amin'ny fomba fihinan'ny rantsantanana avy amin'ny metaly mifandray amin'ny tampon'ny takelaka. Ny tena zava-dehibe dia feno lavaka boribory voalamina amin'ny lamina ara-potoana izay miasa toy ny tranokala fakana sary. Ny firafitry ny fitaovana ankapoben'ny fitaovana dia mahatonga ny hazavana mazàna hiondrika efa ho 90° rehefa midona amin'ny tany, mamela azy hiparitaka amin'ny sisiny manaraka ny fiaramanidina Si. Mampitombo ny halavan'ny dian'ny hazavana ireo fomba fampielezam-peo ireo ary mampiadana azy tsara, mitarika ho amin'ny fifaneraserana amin'ny zavatra maivana kokoa ary mampitombo ny fisondrotana.
Nanao simulation optika sy fanadihadiana ara-teorika ihany koa ireo mpikaroka mba hahatakarana bebe kokoa ny fiantraikan'ny rafitry ny fakana sary, ary nanao andrana maromaro mampitaha ny photodetector miaraka amin'izy ireo sy tsy misy azy ireo. Hitan'izy ireo fa ny fisamborana photon dia nitarika fanatsarana lehibe amin'ny fahombiazan'ny fandefasana broadband ao amin'ny spectrum NIR, mijanona mihoatra ny 68% miaraka amin'ny tampon'ny 86%. Tsara ny manamarika fa ao amin'ny tarika infrarouge akaiky, ny coefficient absorption ny photodetector fakana sary dia avo im-betsaka noho ny an'ny silisiôma mahazatra, mihoatra ny gallium arsenide. Ho fanampin'izany, na dia natao ho an'ny takelaka silisiôma matevina 1μm aza ny famolavolana, ny simulation ny sarimihetsika silisiôma 30 nm sy 100 nm mifanaraka amin'ny elektronika CMOS dia mampiseho fampisehoana mihatsara kokoa.
Amin'ny ankapobeny, ny valin'ity fanadihadiana ity dia mampiseho paikady mampanantena hanatsarana ny fahombiazan'ny photodetectors mifototra amin'ny silisiôma amin'ny fampiharana photonics vao haingana. Ny fisoronana avo dia azo tratrarina na dia amin'ny sosona silisiôma faran'izay manify aza, ary ny capacitance parasitika ao amin'ny faritra dia azo atao ambany, izay tena zava-dehibe amin'ny rafitra haingam-pandeha. Ankoatr'izay, ny fomba natolotra dia mifanaraka amin'ny fizotran'ny famokarana CMOS maoderina ary noho izany dia manana fahafahana hanova ny fomba ampidirana ny optoelectronics amin'ny faritra mahazatra. Izany, ho setrin'izany, dia mety hanokatra lalana ho an'ny fisondrotana lehibe amin'ny tamba-jotra informatika ultrafast sy teknolojia sary.
Fotoana fandefasana: Nov-12-2024