ເຄື່ອງກວດຈັບພາບຄວາມໄວສູງຖືກນຳມາໃຊ້ໂດຍເຄື່ອງກວດຈັບພາບຂອງ InGaAs

photodetectors ຄວາມໄວສູງໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີໂດຍເຄື່ອງກວດຈັບພາບ InGaAs

ເຄື່ອງກວດຈັບພາບຄວາມໄວສູງໃນພາກສະຫນາມຂອງການສື່ສານ optical ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີ III-V InGaAs photodetectors ແລະ IV ເຕັມ Si ແລະ Ge /.Si photodetectors. ອະດີດແມ່ນເຄື່ອງກວດຈັບແສງອິນຟາເລດແບບດັ້ງເດີມທີ່ເດັ່ນໃນເວລາດົນນານ, ໃນຂະນະທີ່ເຄື່ອງຫລັງນີ້ອີງໃສ່ເຕັກໂນໂລຢີ optical ຊິລິໂຄນກາຍເປັນດາວທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະເປັນຈຸດຮ້ອນໃນການຄົ້ນຄວ້າດ້ານ optoelectronics ສາກົນໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້. ນອກຈາກນັ້ນ, ເຄື່ອງກວດຈັບໃຫມ່ໂດຍອີງໃສ່ perovskite, ວັດສະດຸອິນຊີແລະສອງມິຕິລະດັບແມ່ນພັດທະນາຢ່າງໄວວາຍ້ອນຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການປຸງແຕ່ງງ່າຍ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ດີແລະຄຸນສົມບັດທີ່ສາມາດປັບໄດ້. ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍລະຫວ່າງເຄື່ອງກວດຈັບໃໝ່ເຫຼົ່ານີ້ ແລະເຄື່ອງກວດຈັບພາບອະນົງຄະທາດແບບດັ້ງເດີມໃນຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ ແລະຂະບວນການຜະລິດ. ເຄື່ອງກວດຈັບ Perovskite ມີລັກສະນະການດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງທີ່ດີເລີດແລະຄວາມສາມາດໃນການຂົນສົ່ງທີ່ມີປະສິດຕິພາບ, ເຄື່ອງກວດຈັບວັດສະດຸອິນຊີຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາແລະເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ແລະເຄື່ອງກວດຈັບວັດສະດຸສອງມິຕິໄດ້ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈຫຼາຍເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບທີ່ເປັນເອກະລັກແລະຄວາມເຄື່ອນທີ່ຂອງການຂົນສົ່ງສູງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຄື່ອງກວດຈັບ InGaAs ແລະ Si / Ge, ເຄື່ອງກວດຈັບໃຫມ່ຍັງຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃນແງ່ຂອງຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວ, ການເຕີບໂຕເຕັມທີ່ຂອງການຜະລິດແລະການເຊື່ອມໂຍງກັບ.

InGaAs ເປັນຫນຶ່ງໃນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຮັບຮູ້ຄວາມໄວສູງແລະການຕອບສະຫນອງສູງ photodetectors. ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, InGaAs ແມ່ນວັດສະດຸ semiconductor bandgap ໂດຍກົງ, ແລະຄວາມກວ້າງຂອງ bandgap ຂອງມັນສາມາດຖືກຄວບຄຸມໂດຍອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງ In ແລະ Ga ເພື່ອບັນລຸການກວດພົບສັນຍານ optical ຂອງ wavelengths ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ໃນບັນດາພວກມັນ, In0.53Ga0.47As ຖືກຈັບຄູ່ຢ່າງສົມບູນກັບແຜ່ນຮອງຂອງ InP, ແລະມີຄ່າສໍາປະສິດການດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງຂະຫນາດໃຫຍ່ໃນແຖບການສື່ສານ optical, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນການກະກຽມຂອງ.ເຄື່ອງກວດຈັບພາບ, ແລະການປະຕິບັດທີ່ຊ້ໍາກັນໃນປະຈຸບັນແລະການຕອບສະຫນອງແມ່ນດີທີ່ສຸດ. ອັນທີສອງ, ວັດສະດຸ InGaAs ແລະ InP ທັງສອງມີຄວາມໄວການລອຍນ້ໍາຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງ, ແລະຄວາມໄວການລອຍລົມຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ອີ່ມຕົວແມ່ນປະມານ 1 × 107 cm / s. ໃນເວລາດຽວກັນ, InGaAs ແລະວັດສະດຸ InP ມີຜົນກະທົບ overshoot ຄວາມໄວເອເລັກໂຕຣນິກພາຍໃຕ້ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າສະເພາະ. ຄວາມໄວ overshoot ສາມາດແບ່ງອອກເປັນ 4 × 107cm / s ແລະ 6 × 107cm / s, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການຮັບຮູ້ແບນວິດທີ່ຈໍາກັດເວລາຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຂະຫນາດໃຫຍ່ກວ່າ. ໃນປັດຈຸບັນ, ເຄື່ອງກວດຈັບພາບ InGaAs ເປັນເຄື່ອງກວດຈັບພາບໃນການສື່ສານ optical ຕົ້ນຕໍທີ່ສຸດ, ແລະວິທີການ coupling incidence ພື້ນຜິວສ່ວນຫຼາຍແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ໃນຕະຫຼາດ, ແລະຜະລິດຕະພັນ 25 Gbaud / s ແລະ 56 Gbaud / s ຜະລິດຕະພັນເຄື່ອງກວດຈັບເຫດການໄດ້ຮັບຮູ້. ຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ເຫດການກັບຄືນໄປບ່ອນແລະເຄື່ອງກວດຈັບການເກີດແບນວິດຂະຫນາດໃຫຍ່ຍັງໄດ້ຮັບການພັດທະນາ, ເຊິ່ງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຄວາມໄວສູງແລະການອີ່ມຕົວສູງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການສືບສວນເຫດການດ້ານຫນ້າແມ່ນຖືກຈໍາກັດໂດຍຮູບແບບການເຊື່ອມຂອງມັນແລະຍາກທີ່ຈະປະສົມປະສານກັບອຸປະກອນ optoelectronic ອື່ນໆ. ດັ່ງນັ້ນ, ດ້ວຍການປັບປຸງຄວາມຕ້ອງການການເຊື່ອມໂຍງ optoelectronic, waveguide ສົມທົບກັບ InGaAs photodetectors ທີ່ມີປະສິດຕິພາບທີ່ດີເລີດແລະເຫມາະສົມສໍາລັບການປະສົມປະສານໄດ້ກາຍເປັນຈຸດສຸມຂອງການຄົ້ນຄວ້າຄ່ອຍໆ, ໃນນັ້ນໂມດູນ photoprobe 70 GHz ແລະ 110 GHz InGaAs ເກືອບທັງຫມົດແມ່ນໃຊ້ໂຄງສ້າງຄູ່ waveguide. ອີງຕາມວັດສະດຸ substrate ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, waveguide coupling InGaAs photoelectric probe ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ: InP ແລະ Si. ວັດສະດຸ epitaxial ເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນ InP ມີຄຸນນະພາບສູງແລະເຫມາະສົມກັບການກະກຽມອຸປະກອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງຕ່າງໆລະຫວ່າງວັດສະດຸ III-V, ວັດສະດຸ InGaAs ແລະຊັ້ນຍ່ອຍ Si ທີ່ປູກຫຼືຜູກມັດຢູ່ໃນຊັ້ນຍ່ອຍ Si ນໍາໄປສູ່ວັດສະດຸຫຼືຄຸນນະພາບການໂຕ້ຕອບທີ່ຂ້ອນຂ້າງບໍ່ດີ, ແລະການປະຕິບັດຂອງອຸປະກອນຍັງມີຫ້ອງຂະຫນາດໃຫຍ່ສໍາລັບການປັບປຸງ.