پتلي silicon photodetector جي نئين ٽيڪنالاجي

جي جديد ٽيڪنالاجيپتلي silicon photodetector
ڦوٽون جي قبضي جي جوڙجڪ پتلي ۾ روشني جذب کي وڌائڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهيsilicon photodetectors
فوٽوونڪ سسٽم تيزي سان ڪيترن ئي اڀرندڙ ايپليڪيشنن ۾ ڪشش حاصل ڪري رهيا آهن، بشمول آپٽيڪل ڪميونيڪيشن، ليڊار سينسنگ، ۽ ميڊيڪل اميجنگ. بهرحال، مستقبل جي انجنيئرنگ حلن ۾ فوٽوونڪس جي وسيع اپنائڻ جو دارومدار پيداوار جي قيمت تي آهيڦوٽو ڊيڪٽر، جنهن جي نتيجي ۾ گهڻو ڪري ان مقصد لاءِ استعمال ٿيل سيمڪنڊڪٽر جي قسم تي منحصر هوندو آهي.
روايتي طور تي، سلڪون (سي) اليڪٽرانڪس انڊسٽري ۾ سڀ کان وڌيڪ عام سيمڪنڊڪٽر رهيو آهي، ايتري قدر جو گهڻيون صنعتون هن مواد جي چوڌاري پختو ٿي چڪا آهن. بدقسمتيءَ سان، سي وٽ نسبتاً ڪمزور روشنيءَ جذب ڪرڻ جي گنجائش آهي ويجھي انفراريڊ (NIR) اسپيڪٽرم ۾ ٻين سيمڪنڊڪٽرن جهڙوڪ گيليم آرسنائيڊ (GaAs) جي مقابلي ۾. انهي جي ڪري، GaAs ۽ لاڳاپيل مرکبات فوٽوونڪ ايپليڪيشنن ۾ ترقي ڪري رهيا آهن پر اڪثر اليڪٽرانڪس جي پيداوار ۾ استعمال ٿيندڙ روايتي مڪمل ڪندڙ ميٽل-آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر (CMOS) پروسيس سان مطابقت نه هوندا آهن. انهي جي نتيجي ۾ انهن جي پيداوار جي خرچن ۾ تيز اضافو ٿيو.
محقق سلکان ۾ ويجهي انفراريڊ جذب کي وڌائڻ جو هڪ طريقو ٺاهيو آهي، جيڪو اعلي ڪارڪردگي فوٽوونڪ ڊوائيسز ۾ قيمت گھٽائي سگھي ٿو، ۽ يو سي ڊيوس جي تحقيقاتي ٽيم سلکان پتلي فلمن ۾ روشني جذب کي بهتر بڻائڻ لاء نئين حڪمت عملي جي شروعات ڪري رهي آهي. Advanced Photonics Nexus تي انهن جي تازي پيپر ۾، اهي پهريون ڀيرو ڏيکارين ٿا هڪ سلکان تي ٻڌل فوٽو ڊيڪٽر جو هڪ تجرباتي مظاهرو روشنيءَ جي قبضي واري مائڪرو ۽ نانو-سطح جي جوڙجڪ سان، حاصل ڪرڻ ۾ بي مثال ڪارڪردگي بهتري حاصل ڪرڻ جي مقابلي ۾ GaAs ۽ ٻين III-V گروپ سيمي ڪنڊڪٽرز. . ڦوٽو ڊيڪٽر هڪ مائڪرون ٿلهي سلنڊريڪل سلکان پليٽ تي مشتمل هوندو آهي جيڪو هڪ انسوليٽنگ سبسٽرٽ تي رکيل هوندو آهي، جنهن ۾ ڌاتو ”آڱريون“ پليٽ جي چوٽيءَ تي رابطي واري ڌاتو مان آڱرين جي ڪانٽيءَ واري انداز ۾ وڌنديون آهن. خاص طور تي، لومپي سلڪون گول سوراخن سان ڀريو ويندو آهي جيڪو وقتي نموني ۾ ترتيب ڏنو ويو آهي جيڪو فوٽوون ڪيپچر سائيٽن جي طور تي ڪم ڪري ٿو. ڊوائيس جي مجموعي جوڙجڪ سبب عام طور تي واقع روشني کي تقريباً 90 ° کان جھڪي ٿو جڏهن اهو مٿاڇري سان ٽڪرائجي ٿو، ان کي سي جهاز سان گڏ دير سان پروپيگنڊا ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي. اهي پسمانده پروپيگيشن جا طريقا روشنيءَ جي سفر جي ڊگھائي کي وڌائين ٿا ۽ مؤثر طريقي سان ان کي سست ڪن ٿا، جنهن جي ڪري وڌيڪ روشنيءَ جي معاملن جي ڳالهه ٻولهه ٿئي ٿي ۽ اهڙيءَ طرح جذب کي وڌايو وڃي ٿو.
محققن فوٽوون ڪيپچر ڍانچي جي اثرن کي بھتر سمجھڻ لاءِ بصري سميوليشن ۽ نظرياتي تجزيا پڻ ڪيا، ۽ انھن سان گڏ ۽ انھن کان سواءِ فوٽو ڊيڪٽرز جي مقابلي ۾ ڪيترائي تجربا ڪيا. هنن ڏٺا ته فوٽون جي قبضي جي نتيجي ۾ براڊ بينڊ جذب جي ڪارڪردگي ۾ هڪ اهم سڌارو NIR اسپيڪٽرم ۾، 68٪ جي چوٽي سان 86٪ کان مٿي رهي. اها ڳالهه نوٽ ڪرڻ جي قابل آهي ته ويجھي انفراريڊ بينڊ ۾، فوٽوون ڪيپچر فوٽو ڊيٽيڪٽر جي جذب جي گنجائش عام سلکان جي ڀيٽ ۾ ڪيترائي ڀيرا وڌيڪ آهي، گيليم آرسنائيڊ کان وڌيڪ. ان کان علاوه، جيتوڻيڪ تجويز ڪيل ڊيزائن 1μm ٿلهي سلڪون پليٽ لاءِ آهي، 30 nm ۽ 100 nm سلڪون فلمن جا سميوليشن CMOS اليڪٽرانڪس سان مطابقت رکندڙ ساڳيا بهتر ڪارڪردگي ڏيکارين ٿا.
مجموعي طور تي، هن مطالعي جا نتيجا ظاهر ڪن ٿا هڪ واعدو حڪمت عملي جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء سلڪون-بنياد فوٽو ڊيڪٽرز جي اڀرندڙ فوٽوونڪس ايپليڪيشنن ۾. هاء جذب حاصل ڪري سگهجي ٿو جيتوڻيڪ الٽرا پتلي سلڪون تہن ۾، ۽ سرڪٽ جي پارسيٽڪ ڪيپيسيٽينس کي گهٽ رکي سگهجي ٿو، جيڪو تيز رفتار سسٽم ۾ نازڪ آهي. ان کان علاوه، تجويز ڪيل طريقو جديد CMOS پيداوار جي عملن سان مطابقت رکي ٿو ۽ ان ڪري ان طريقي سان انقلاب آڻڻ جي صلاحيت رکي ٿي optoelectronics روايتي سرڪٽس ۾ ضم ٿي وڃي. اهو، موڙ ۾، سستي الٽرا فاسٽ ڪمپيوٽر نيٽ ورڪن ۽ اميجنگ ٽيڪنالاجي ۾ اهم ليپس لاء رستو هموار ڪري سگهي ٿو.