InGaAs ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളാണ് ഹൈ സ്പീഡ് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നത്

ഹൈ സ്പീഡ് ഫോട്ടോ ഡിറ്റക്ടറുകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നത്InGaAs ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ

ഹൈ-സ്പീഡ് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ മേഖലയിൽ പ്രധാനമായും III-V InGaAs ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളും IV ഫുൾ Si, Ge/ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.ഫോട്ടോ ഡിറ്റക്ടറുകൾ. ആദ്യത്തേത് ഒരു പരമ്പരാഗത സമീപമുള്ള ഇൻഫ്രാറെഡ് ഡിറ്റക്ടറാണ്, ഇത് വളരെക്കാലമായി പ്രബലമാണ്, രണ്ടാമത്തേത് വളർന്നുവരുന്ന നക്ഷത്രമാകാൻ സിലിക്കൺ ഒപ്റ്റിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യയെ ആശ്രയിക്കുന്നു, കൂടാതെ സമീപ വർഷങ്ങളിൽ അന്താരാഷ്ട്ര ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് ഗവേഷണ മേഖലയിലെ ഒരു ഹോട്ട് സ്പോട്ടാണിത്. കൂടാതെ, പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റ്, ഓർഗാനിക്, ദ്വിമാന പദാർത്ഥങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പുതിയ ഡിറ്റക്ടറുകൾ എളുപ്പമുള്ള പ്രോസസ്സിംഗ്, നല്ല വഴക്കം, ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങൾ കാരണം അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഈ പുതിയ ഡിറ്റക്ടറുകളും പരമ്പരാഗത അജൈവ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളും തമ്മിൽ മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങളിലും നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളിലും കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങളുണ്ട്. പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റ് ഡിറ്റക്ടറുകൾക്ക് മികച്ച ലൈറ്റ് ആഗിരണ സവിശേഷതകളും കാര്യക്ഷമമായ ചാർജ് ട്രാൻസ്‌പോർട്ട് കപ്പാസിറ്റിയും ഉണ്ട്, ഓർഗാനിക് മെറ്റീരിയൽ ഡിറ്റക്ടറുകൾ അവയുടെ കുറഞ്ഞ വിലയ്ക്കും വഴക്കമുള്ള ഇലക്ട്രോണുകൾക്കും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ദ്വിമാന മെറ്റീരിയൽ ഡിറ്റക്ടറുകൾ അവയുടെ സവിശേഷമായ ഭൗതിക സവിശേഷതകളും ഉയർന്ന കാരിയർ മൊബിലിറ്റിയും കാരണം വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, InGaAs, Si/Ge ഡിറ്റക്ടറുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ദീർഘകാല സ്ഥിരത, നിർമ്മാണ പക്വത, സംയോജനം എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ പുതിയ ഡിറ്റക്ടറുകൾ ഇനിയും മെച്ചപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്.

ഉയർന്ന വേഗതയും ഉയർന്ന പ്രതികരണവും ഉള്ള ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ തിരിച്ചറിയുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ മെറ്റീരിയലുകളിൽ ഒന്നാണ് InGaAs. ഒന്നാമതായി, InGaAs ഒരു നേരിട്ടുള്ള ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ് അർദ്ധചാലക മെറ്റീരിയലാണ്, വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് അതിൻ്റെ ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ് വീതി In ഉം Ga ഉം തമ്മിലുള്ള അനുപാതം ഉപയോഗിച്ച് നിയന്ത്രിക്കാനാകും. അവയിൽ, In0.53Ga0.47As InP യുടെ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ലാറ്റിസുമായി തികച്ചും പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ബാൻഡിൽ ഒരു വലിയ പ്രകാശ ആഗിരണം ഗുണകമുണ്ട്, ഇത് തയ്യാറാക്കാൻ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ, ഡാർക്ക് കറൻ്റ്, റെസ്‌പോൺസിവ്‌നെസ് പ്രകടനവും മികച്ചതാണ്. രണ്ടാമതായി, InGaA-കൾക്കും InP മെറ്റീരിയലുകൾക്കും ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോൺ ഡ്രിഫ്റ്റ് പ്രവേഗമുണ്ട്, അവയുടെ പൂരിത ഇലക്ട്രോൺ ഡ്രിഫ്റ്റ് വേഗത ഏകദേശം 1×107 cm/s ആണ്. അതേ സമയം, InGaAs, InP മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് പ്രത്യേക വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന് കീഴിൽ ഇലക്ട്രോൺ പ്രവേഗ ഓവർഷൂട്ട് പ്രഭാവം ഉണ്ട്. ഓവർഷൂട്ട് പ്രവേഗത്തെ 4× 107cm/s, 6×107cm/s എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം, ഇത് ഒരു വലിയ കാരിയർ സമയ-പരിമിത ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിന് സഹായകമാണ്. നിലവിൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷനുള്ള ഏറ്റവും മുഖ്യധാരാ ഫോട്ടോഡിറ്റക്റ്റർ InGaAs ഫോട്ടോഡെറ്റക്‌ടറാണ്, കൂടാതെ ഉപരിതല സംഭവവികാസ കപ്ലിംഗ് രീതിയാണ് വിപണിയിൽ കൂടുതലും ഉപയോഗിക്കുന്നത്, കൂടാതെ 25 Gbaud/s, 56 Gbaud/s ഉപരിതല ഇൻസിഡൻസ് ഡിറ്റക്ടർ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. ചെറിയ വലിപ്പം, ബാക്ക് ഇൻസിഡൻസ്, വലിയ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഉപരിതല ഇൻസിഡൻസ് ഡിറ്റക്ടറുകൾ എന്നിവയും വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, അവ പ്രധാനമായും ഉയർന്ന വേഗതയ്ക്കും ഉയർന്ന സാച്ചുറേഷൻ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും അനുയോജ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഉപരിതല സംഭവ അന്വേഷണം അതിൻ്റെ കപ്ലിംഗ് മോഡിൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, മറ്റ് ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുമായി സംയോജിപ്പിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. അതിനാൽ, ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഇൻ്റഗ്രേഷൻ ആവശ്യകതകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തിയതോടെ, വേവ്‌ഗൈഡ് കപ്പിൾഡ് InGaAs ഫോട്ടോഡെറ്റക്‌ടറുകൾ മികച്ച പ്രകടനവും സംയോജനത്തിന് അനുയോജ്യവുമാണ്, അവയിൽ വാണിജ്യപരമായ 70 GHz, 110 GHz InGaAs ഫോട്ടോപ്രോബ് മൊഡ്യൂളുകൾ മിക്കവാറും എല്ലാ വേവ്‌ഗൈഡ് കപ്പിൾഡ് ഘടനകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ അനുസരിച്ച്, InGaAs ഫോട്ടോഇലക്‌ട്രിക് പ്രോബിനെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന തരംഗഗൈഡ് രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: InP, Si. ഇൻപി സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലെ എപ്പിടാക്‌സിയൽ മെറ്റീരിയലിന് ഉയർന്ന നിലവാരമുണ്ട്, മാത്രമല്ല ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ തയ്യാറാക്കാൻ ഇത് കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, III-V മെറ്റീരിയലുകൾ, InGaAs മെറ്റീരിയലുകൾ, Si സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ എന്നിവയ്‌ക്കിടയിലുള്ള വിവിധ പൊരുത്തക്കേടുകൾ, Si സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ വളർത്തിയതോ ബന്ധിപ്പിച്ചതോ ആയ Si സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ താരതമ്യേന മോശമായ മെറ്റീരിയലിലേക്കോ ഇൻ്റർഫേസ് ഗുണനിലവാരത്തിലേക്കോ നയിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഉപകരണത്തിൻ്റെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഇപ്പോഴും വലിയ ഇടമുണ്ട്.