اعليٰ حساسيت واري برفاني ڦوٽوڊيڪٽرز ۾ تازيون اڳڀرائيون

تازيون ترقيوناعليٰ حساسيت وارو برفاني ڦوٽوڊيڪٽر

ڪمري جي گرمي پد اعلي حساسيت 1550 nmبرفاني تودو فوٽوڊيوڊ ڊيڪٽر

ويجهي انفراريڊ (SWIR) بينڊ ۾، تيز حساسيت وارا تيز رفتار برفاني تودو ڊاءِوڊ آپٽو اليڪٽرانڪ ڪميونيڪيشن ۽ liDAR ايپليڪيشنن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندا آهن. تنهن هوندي به، موجوده ويجهو-انفراريڊ برفاني تودو فوٽوڊاءِوڊ (APD) جيڪو انڊيم گيليم آرسينڪ برفاني تودو ڊاءِوڊ (InGaAs APD) جي غلبي سان آهي، هميشه روايتي ضرب علائقي جي مواد، انڊيم فاسفائيڊ (InP) ۽ انڊيم ايلومينيم آرسينڪ (InAlAs) جي بي ترتيب ٽڪراءَ واري آئنائيزيشن شور جي ڪري محدود رهيو آهي، جنهن جي نتيجي ۾ ڊوائيس جي حساسيت ۾ اهم گهٽتائي آئي آهي. ڪيترن سالن کان، ڪيترائي محقق فعال طور تي نئين سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي ڳولا ڪري رهيا آهن جيڪي InGaAs ۽ InP آپٽو اليڪٽرانڪ پليٽ فارم جي عملن سان مطابقت رکن ٿا ۽ بلڪ سلڪون مواد وانگر الٽرا-لو اثر آئنائيزيشن شور جي ڪارڪردگي رکن ٿا.

جديد 1550 nm برفاني ڦوٽوڊيوڊ ڊيڪٽر LiDAR سسٽم جي ترقي ۾ مدد ڪري ٿو

برطانيه ۽ آمريڪا ۾ محققن جي هڪ ٽيم پهريون ڀيرو ڪاميابي سان هڪ نئون الٽرا هاءِ حساسيت 1550 اين ايم اي پي ڊي فوٽوڊيڪٽر تيار ڪيو آهي (برفاني تودو ڦوٽوڊيڪٽر)، هڪ پيش رفت جيڪا LiDAR سسٽم ۽ ٻين آپٽو اليڪٽرانڪ ايپليڪيشنن جي ڪارڪردگي کي تمام گهڻو بهتر بڻائڻ جو واعدو ڪري ٿي.

نئون مواد اهم فائدا پيش ڪري ٿو

هن تحقيق جي خاص ڳالهه مواد جو جديد استعمال آهي. محققن GaAsSb کي جذب ڪندڙ پرت طور ۽ AlGaAsSb کي ضرب ڪندڙ پرت طور چونڊيو. هي ڊيزائن روايتي InGaAs/InP کان مختلف آهي ۽ اهم فائدا آڻيندو آهي:

1.GaAsSb جذب ڪندڙ پرت: GaAsSb ۾ InGaAs جي برابر جذب ڪندڙ ڪوفيشينٽ آهي، ۽ GaAsSb جذب ڪندڙ پرت کان AlGaAsSb (ملٽيپلائر پرت) ڏانهن منتقلي آسان آهي، جيڪا ٽريپ اثر کي گهٽائي ٿي ۽ ڊوائيس جي رفتار ۽ جذب ڪندڙ ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿي.

2.AlGaAsSb ملٽي پليئر پرت: AlGaAsSb ملٽي پليئر پرت ڪارڪردگي ۾ روايتي InP ۽ InAlAs ملٽي پليئر پرت کان بهتر آهي. اهو بنيادي طور تي ڪمري جي حرارت تي اعلي حاصلات، اعلي بينڊوڊٿ ۽ الٽرا گهٽ اضافي شور ۾ ظاهر ٿئي ٿو.

بهترين ڪارڪردگي اشارن سان

نئوناي پي ڊي فوٽوڊيڪٽر(ايوالانچي فوٽوڊيوڊ ڊيڪٽر) ڪارڪردگي جي ماپن ۾ اهم بهتري پڻ پيش ڪري ٿو:

1. الٽرا هاءِ گين: 278 جو الٽرا هاءِ گين ڪمري جي حرارت تي حاصل ڪيو ويو، ۽ تازو ئي ڊاڪٽر جن شياؤ ساخت جي اصلاح ۽ عمل کي بهتر بڻايو، ۽ وڌ ۾ وڌ گين کي M=1212 تائين وڌايو ويو.

2. تمام گهٽ شور: تمام گهٽ اضافي شور ڏيکاري ٿو (F < 3، حاصل ڪريو M = 70؛ F<4، حاصل ڪريو M = 100).

3. اعليٰ ڪوانٽم ڪارڪردگي: وڌ ۾ وڌ حاصلات کان گهٽ، ڪوانٽم ڪارڪردگي 5935.3٪ تائين آهي. مضبوط گرمي پد جي استحڪام: گهٽ درجه حرارت تي خرابي جي حساسيت تقريباً 11.83 mV/K آهي.

شڪل 1 APD جو وڌيڪ شورفوٽو ڊيٽيڪٽر ڊوائيسزٻين APD فوٽوڊيڪٽر سان مقابلي ۾

وسيع ايپليڪيشن امڪان

هي نئون APD liDAR سسٽم ۽ فوٽون ايپليڪيشنن لاءِ اهم اثر رکي ٿو:

1. بهتر سگنل کان شور جو تناسب: اعليٰ حاصلات ۽ گهٽ شور جون خاصيتون سگنل کان شور جي تناسب کي خاص طور تي بهتر بڻائين ٿيون، جيڪو فوٽون جي خراب ماحول ۾ ايپليڪيشنن لاءِ اهم آهي، جهڙوڪ گرين هائوس گئس جي نگراني.

2. مضبوط مطابقت: نئون APD فوٽوڊيڪٽر (avalanche photodetector) موجوده انڊيم فاسفائيڊ (InP) آپٽو اليڪٽرانڪس پليٽ فارمن سان مطابقت رکڻ لاءِ ٺاهيو ويو آهي، موجوده ڪمرشل ڪميونيڪيشن سسٽم سان بيحد انضمام کي يقيني بڻائي ٿو.

3. اعليٰ آپريشنل ڪارڪردگي: اهو پيچيده کولنگ ميڪانيزم کان سواءِ ڪمري جي حرارت تي موثر طريقي سان ڪم ڪري سگهي ٿو، مختلف عملي ايپليڪيشنن ۾ تعیناتي کي آسان بڻائي ٿو.

هن نئين 1550 nm SACM APD فوٽوڊيڪٽر (avalanche photodetector) جي ترقي هن ​​ميدان ۾ هڪ وڏي ڪاميابي جي نمائندگي ڪري ٿي، روايتي APD فوٽوڊيڪٽر (avalanche photodetector) ڊيزائن ۾ اضافي شور ۽ حاصل بينڊوڊٿ پراڊڪٽس سان لاڳاپيل اهم حدن کي حل ڪري ٿي. هن جدت جي توقع آهي ته liDAR سسٽم جي صلاحيتن کي وڌايو ويندو، خاص طور تي بغير پائلٽ liDAR سسٽم ۾، انهي سان گڏ فري اسپيس ڪميونيڪيشن ۾.