پتلي سلڪون فوٽوڊيڪٽر جي نئين ٽيڪنالاجي

نئين ٽيڪنالاجي جيپتلي سلڪون فوٽوڊيڪٽر
ڦوٽان ڪيپچر اسٽرڪچر کي پتلي ۾ روشني جذب کي وڌائڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهيسلڪون فوٽوڊيڪٽرز
فوٽونڪ سسٽم ڪيترن ئي ابھرندڙ ايپليڪيشنن ۾ تيزي سان مقبوليت حاصل ڪري رهيا آهن، جن ۾ آپٽيڪل ڪميونيڪيشن، liDAR سينسنگ، ۽ ميڊيڪل اميجنگ شامل آهن. بهرحال، مستقبل جي انجنيئرنگ حلن ۾ فوٽونڪس جي وڏي پيماني تي اپنائڻ جو دارومدار پيداوار جي قيمت تي آهي.ڦوٽو ڊيڪٽر، جيڪو بدلي ۾ گهڻو ڪري ان مقصد لاءِ استعمال ٿيندڙ سيمي ڪنڊڪٽر جي قسم تي منحصر آهي.
روايتي طور تي، سلڪون (Si) اليڪٽرانڪس انڊسٽري ۾ سڀ کان وڌيڪ عام سيمي ڪنڊڪٽر رهيو آهي، ايتري قدر جو گهڻيون صنعتون هن مواد جي چوڌاري پختو ٿي چڪيون آهن. بدقسمتي سان، Si وٽ گيليم آرسنائيڊ (GaAs) جهڙن ٻين سيمي ڪنڊڪٽرن جي مقابلي ۾ ويجھو انفراريڊ (NIR) اسپيڪٽرم ۾ نسبتاً ڪمزور روشني جذب ڪرڻ وارو ڪوئفيشينٽ آهي. ان جي ڪري، GaAs ۽ لاڳاپيل مصر فوٽونڪ ايپليڪيشنن ۾ ترقي ڪري رهيا آهن پر اڪثر اليڪٽرانڪس جي پيداوار ۾ استعمال ٿيندڙ روايتي مڪمل ڌاتو-آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر (CMOS) عملن سان مطابقت نه رکن ٿا. ان جي ڪري انهن جي پيداوار جي قيمتن ۾ تيز اضافو ٿيو.
محققن سلڪون ۾ ويجھي انفراريڊ جذب کي تمام گهڻو وڌائڻ جو هڪ طريقو ٺاهيو آهي، جيڪو اعليٰ ڪارڪردگي واري فوٽونڪ ڊوائيسز ۾ قيمت ۾ گهٽتائي جو سبب بڻجي سگهي ٿو، ۽ يو سي ڊيوس ريسرچ ٽيم سلڪون پتلي فلمن ۾ روشني جذب کي تمام گهڻو بهتر بڻائڻ لاءِ هڪ نئين حڪمت عملي جي اڳواڻي ڪري رهي آهي. ايڊوانسڊ فوٽونڪس نيڪسس تي پنهنجي تازي پيپر ۾، اهي پهريون ڀيرو سلڪون تي ٻڌل فوٽوڊيڪٽر جو هڪ تجرباتي مظاهرو ڏيکارين ٿا جنهن ۾ روشني کي پڪڙڻ وارا مائڪرو - ۽ نانو-مٿاڇري جي جوڙجڪ آهن، GaAs ۽ ٻين III-V گروپ سيمي ڪنڊڪٽرز جي مقابلي ۾ بي مثال ڪارڪردگي بهتري حاصل ڪن ٿا. فوٽوڊيڪٽر ۾ هڪ مائڪرون-ٿلهي سلنڈر سلڪون پليٽ شامل آهي جيڪا هڪ موصل سبسٽريٽ تي رکيل آهي، جنهن ۾ ڌاتو "آڱريون" پليٽ جي چوٽي تي رابطي واري ڌاتو مان آڱر-فورڪ فيشن ۾ وڌنديون آهن. اهم طور تي، lumpy سلڪون هڪ دوراني نموني ۾ ترتيب ڏنل گول سوراخن سان ڀريل آهي جيڪي فوٽون ڪيپچر سائيٽن جي طور تي ڪم ڪن ٿا. ڊوائيس جي مجموعي جوڙجڪ عام طور تي واقعن جي روشني کي تقريبن 90 ° تائين موڙڻ جو سبب بڻائيندو آهي جڏهن اهو مٿاڇري سان ٽڪرائجي ٿو، ان کي Si جهاز سان گڏ پاسي واري طور تي تبليغ ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو. اهي پس منظر جي تبليغ جا طريقا روشني جي سفر جي ڊيگهه کي وڌائين ٿا ۽ ان کي مؤثر طريقي سان سست ڪن ٿا، جنهن جي ڪري وڌيڪ روشني جي مادو جي رابطي جو سبب بڻجن ٿا ۽ ان ڪري جذب ۾ اضافو ٿئي ٿو.
محققن فوٽون ڪيپچر ڍانچي جي اثرن کي بهتر سمجهڻ لاءِ آپٽيڪل سميوليشن ۽ نظرياتي تجزيا پڻ ڪيا، ۽ انهن سان ۽ بغير فوٽو ڊيٽيڪٽرز جو مقابلو ڪرڻ لاءِ ڪيترائي تجربا ڪيا. انهن ڏٺو ته فوٽون ڪيپچر NIR اسپيڪٽرم ۾ براڊبينڊ جذب ڪارڪردگي ۾ هڪ اهم بهتري جو سبب بڻيو، 86٪ جي چوٽي سان 68٪ کان مٿي رهيو. اهو قابل ذڪر آهي ته ويجهي انفراريڊ بينڊ ۾، فوٽون ڪيپچر فوٽو ڊيٽيڪٽر جو جذب ڪوفيشيٽ عام سلڪون جي ڀيٽ ۾ ڪيترائي ڀيرا وڌيڪ آهي، گيليم آرسنائيڊ کان وڌيڪ. ان کان علاوه، جيتوڻيڪ تجويز ڪيل ڊيزائن 1μm ٿلهي سلڪون پليٽن لاءِ آهي، CMOS اليڪٽرانڪس سان مطابقت رکندڙ 30 nm ۽ 100 nm سلڪون فلمن جا سميوليشن ساڳي بهتر ڪارڪردگي ڏيکارين ٿا.
مجموعي طور تي، هن مطالعي جا نتيجا ابھرندڙ فوٽونڪس ايپليڪيشنن ۾ سلڪون تي ٻڌل فوٽوڊيڪٽرز جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ لاءِ هڪ اميد افزا حڪمت عملي جو مظاهرو ڪن ٿا. الٽرا پتلي سلڪون پرتن ۾ به اعليٰ جذب حاصل ڪري سگهجي ٿو، ۽ سرڪٽ جي پيراسائيٽڪ ڪيپيسٽينس کي گهٽ رکي سگهجي ٿو، جيڪو تيز رفتار سسٽم ۾ اهم آهي. ان کان علاوه، تجويز ڪيل طريقو جديد CMOS پيداوار جي عملن سان مطابقت رکي ٿو ۽ تنهن ڪري روايتي سرڪٽ ۾ آپٽو اليڪٽرانڪس کي ضم ڪرڻ جي طريقي ۾ انقلاب آڻڻ جي صلاحيت رکي ٿو. اهو، موڙ ۾، سستي الٽرا فاسٽ ڪمپيوٽر نيٽ ورڪ ۽ اميجنگ ٽيڪنالاجي ۾ اهم ٽپو ڏيڻ لاءِ رستو هموار ڪري سگهي ٿو.