Teknolojiya nû yafotodetektora silîkonê ya zirav
Strukturên girtina fotonan ji bo baştirkirina vegirtina ronahiyê di nav çermên zirav de têne bikar anîn.fotodetektorên silîkonê
Sîstemên fotonîk di gelek sepanên nû de, di nav de ragihandina optîkî, hesaskirina liDAR û wênekirina bijîşkî, bi lez û bez populer dibin. Lêbelê, pejirandina berfireh a fotonîkê di çareseriyên endezyariyê yên pêşerojê de bi lêçûna çêkirinê ve girêdayî ye.fotodetektor, ku bi giranî bi celebê nîvconductorê ku ji bo wê armancê tê bikar anîn ve girêdayî ye.
Bi kevneşopî, silîkon (Si) di pîşesaziya elektronîkê de nîvconductorê herî belav bûye, heta wê astê ku piraniya pîşesaziyan li dora vê materyalê gihîştine. Mixabin, Si di spektruma nêzîk a înfrared (NIR) de li gorî nîvconductorên din ên wekî gallium arsenide (GaAs) xwedî katsayiyek vegirtina ronahiyê ya nisbeten qels e. Ji ber vê yekê, GaAs û alavên têkildar di sepanên fotonîk de geş dibin lê bi pêvajoyên kevneşopî yên nîvconductorên oksîda metal (CMOS) ên temamker ên ku di hilberîna piraniya elektronîkê de têne bikar anîn re ne lihevhatî ne. Ev yek bû sedema zêdebûnek berbiçav di lêçûnên hilberîna wan de.
Lêkolîneran rêyek dîtine da ku vegirtina nêzîkî-infrared di silîkonê de pir zêde bikin, ku ev dikare bibe sedema kêmkirina lêçûnên di cîhazên fotonîk ên performansa bilind de, û tîmek lêkolînê ya UC Davis stratejiyek nû pêşeng dike da ku vegirtina ronahiyê di fîlimên zirav ên silîkonê de pir baştir bike. Di gotara xwe ya herî dawî de li Advanced Photonics Nexus, ew cara yekem xwenîşandanek ceribandinî ya fotodetektorek li ser bingeha silîkonê bi avahiyên mîkro û nano-rûyê yên girtina ronahiyê nîşan didin, ku başkirinên performansê yên bêhempa yên ku bi GaAs û nîvconductorên koma III-V yên din re têne berhev kirin bi dest dixin. Fotodetektor ji plakaya silîkonê ya silindirî ya bi stûriya mîkron pêk tê ku li ser substratek îzolekirî hatî danîn, bi "tiliyên" metalî yên ku bi şêweya çatalê tiliyê ji metala têkiliyê ya li jorê plakayê dirêj dibin. Ya girîng, silîkona girêk bi kunên dorhêl tije ye ku bi şêweyek periyodîk hatine rêz kirin ku wekî cihên girtina fotonê tevdigerin. Avahiya giştî ya cîhazê dibe sedema ku ronahiya ku bi gelemperî dikeve dema ku li rûyê erdê dikeve bi qasî 90° bitewîne, dihêle ku ew li ser rûbera Si bi alî ve belav bibe. Ev modên belavbûna alî dirêjahiya rêwîtiya ronahiyê zêde dikin û bi bandor wê hêdî dikin, dibin sedema têkiliyên ronahî-maddeyê yên zêdetir û bi vî rengî vegirtinê zêde dibe.
Lêkolîneran her wiha simulasyonên optîkî û analîzên teorîk kirin da ku bandorên avahiyên girtina fotonê çêtir fam bikin, û çend ceribandinên ku fotodetektoran bi û bêyî wan re berawird kirin, kirin. Wan dît ku girtina fotonê di spektora NIR de rê li ber başbûnek girîng di karîgeriya vegirtina fireband de vekir, ku li jor 68% bi lûtkeya 86% ma. Hêjayî gotinê ye ku di benda înfrared a nêzîk de, katsayiya vegirtina fotodetektora girtina fotonê çend caran ji ya silîkona asayî bilindtir e, ji gallium arsenide derbas dibe. Wekî din, her çend sêwirana pêşniyarkirî ji bo plakayên silîkonê yên 1μm stûr be jî, simulasyonên fîlmên silîkonê yên 30 nm û 100 nm ên ku bi elektronîkên CMOS re hevaheng in performansek pêşkeftî ya wekhev nîşan didin.
Bi tevayî, encamên vê lêkolînê stratejiyeke sozdar nîşan didin ji bo baştirkirina performansa fotodetektorên li ser bingeha silîkonê di sepanên fotonîkê yên nû de. Vegirtineke bilind dikare di tebeqeyên silîkonê yên pir zirav de jî were bidestxistin, û kapasîteya parazît a devreyê dikare kêm were girtin, ku ev yek di pergalên leza bilind de pir girîng e. Wekî din, rêbaza pêşniyarkirî bi pêvajoyên çêkirina CMOS-ê yên nûjen re hevaheng e û ji ber vê yekê xwedî potansiyela şoreşgerkirina awayê ku optoelektronîk di nav devreyên kevneşopî de tê entegrekirin e. Ev, di encamê de, dikare rê li ber gavên girîng di torên komputerê yên pir bilez û teknolojiya wênekirinê ya erzan de veke.
Dema weşandinê: 12ê Mijdarê-2024