အလွန်ပါးလွှာခြင်းဆိုင်ရာ သုတေသနအသစ်InGaAs အလင်းရှာဖွေကိရိယာ
လှိုင်းတို အနီအောက်ရောင်ခြည် (SWIR) ပုံရိပ်ဖော်နည်းပညာ တိုးတက်မှုသည် ညမြင်စနစ်များ၊ စက်မှုလုပ်ငန်းစစ်ဆေးခြင်း၊ သိပ္ပံနည်းကျသုတေသနနှင့် လုံခြုံရေးကာကွယ်ရေးနှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် သိသာထင်ရှားသော ပံ့ပိုးကူညီမှုများ ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ မြင်နိုင်သောအလင်းရောင်စဉ်ထက် ကျော်လွန်၍ ထောက်လှမ်းခြင်းအတွက် လိုအပ်ချက် မြင့်တက်လာခြင်းနှင့်အတူ လှိုင်းတို အနီအောက်ရောင်ခြည် ပုံရိပ်အာရုံခံကိရိယာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည်လည်း အဆက်မပြတ် တိုးပွားလျက်ရှိသည်။ သို့သော် မြင့်မားသော ရုပ်ထွက်အရည်အသွေးနှင့် ဆူညံသံနည်းပါးမှုကို ရရှိရန်ကျယ်ပြန့်သောရောင်စဉ် ဖိုတိုထောက်လှမ်းကိရိယာနည်းပညာဆိုင်ရာစိန်ခေါ်မှုများစွာနှင့် ရင်ဆိုင်နေရဆဲဖြစ်သည်။ ရိုးရာ InGaAs short-wave infrared photodetector သည် အလွန်ကောင်းမွန်သော photoelectric conversion efficiency နှင့် carrier mobility ကို ပြသနိုင်သော်လည်း၊ ၎င်းတို့၏ အဓိကစွမ်းဆောင်ရည်ညွှန်းကိန်းများနှင့် device structure အကြား အခြေခံအားဖြင့် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်နေသည်။ ပိုမိုမြင့်မားသော quantum efficiency (QE) ရရှိရန်၊ ရိုးရာဒီဇိုင်းများသည် 3 micrometers သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပိုသော absorption layer (AL) လိုအပ်ပြီး ဤဖွဲ့စည်းပုံဒီဇိုင်းသည် ပြဿနာအမျိုးမျိုးကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။
InGaAs လှိုင်းတို အနီအောက်ရောင်ခြည်တွင် စုပ်ယူမှုအလွှာ (TAL) ၏ အထူကို လျှော့ချရန်အတွက်ဓာတ်ပုံရှာဖွေကိရိယာအထူးသဖြင့် ဧရိယာသေးငယ်သော စုပ်ယူမှုအလွှာအထူသည် ရှည်လျားသော လှိုင်းအလျားအပိုင်းအခြားတွင် စုပ်ယူမှုမလုံလောက်စေသည့်အခါ ရှည်လျားသော လှိုင်းအလျားများတွင် စုပ်ယူမှုလျော့ကျမှုကို လျော်ကြေးပေးခြင်းသည် အရေးကြီးပါသည်။ ပုံ ၁က တွင် optical absorption path ကို တိုးချဲ့ခြင်းဖြင့် ဧရိယာသေးငယ်သော စုပ်ယူမှုအလွှာအထူကို လျော်ကြေးပေးသည့်နည်းလမ်းကို ဖော်ပြထားသည်။ ဤလေ့လာမှုသည် ကိရိယာ၏နောက်ဘက်တွင် TiOx/Au-based guided mode resonance (GMR) ဖွဲ့စည်းပုံကို မိတ်ဆက်ခြင်းဖြင့် short-wave infrared band ရှိ quantum efficiency (QE) ကို မြှင့်တင်ပေးသည်။
ရိုးရာ planar metal reflection structures များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက guided mode resonance structure သည် resonance absorption effect များစွာကို ထုတ်ပေးနိုင်ပြီး long-wavelength light ၏ absorption efficiency ကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးပါသည်။ သုတေသီများသည် period၊ material composition နှင့် filling factor အပါအဝင် guided mode resonance structure ၏ key parameter design ကို rigorous coupled-wave analysis (RCWA) နည်းလမ်းမှတစ်ဆင့် အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် ဤ device သည် short-wave infrared band တွင် ထိရောက်သော absorption ကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်ဆဲဖြစ်သည်။ InGaAs ပစ္စည်းများ၏ အားသာချက်များကို အသုံးချခြင်းဖြင့် သုတေသီများသည် substrate structure ပေါ် မူတည်၍ spectral response ကိုလည်း စူးစမ်းလေ့လာခဲ့ပါသည်။ absorption layer ၏ အထူကျဆင်းခြင်းနှင့်အတူ EQE ကျဆင်းခြင်းလည်း ရှိသင့်သည်။
အဆုံးသတ်အနေနဲ့ ဒီသုတေသနဟာ 0.98 မိုက်ခရိုမီတာအထူသာရှိတဲ့ InGaAs detector တစ်ခုကို အောင်မြင်စွာ တီထွင်နိုင်ခဲ့ပြီး ရိုးရာဖွဲ့စည်းပုံထက် ၂.၅ ဆကျော် ပိုပါးပါတယ်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပဲ၊ 400-1700 nm wavelength အတိုင်းအတာမှာ 70% ကျော် quantum efficiency ကို ထိန်းသိမ်းထားပါတယ်။ ultra-thin InGaAs photodetector ရဲ့ 획기적인 အောင်မြင်မှုဟာ high-resolution, low-noise wide-spectrum image sensor တွေ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ဖို့အတွက် နည်းပညာလမ်းကြောင်းအသစ်တစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးပါတယ်။ ultra-thin structure design ကနေ ယူဆောင်လာတဲ့ မြန်ဆန်တဲ့ carrier transport time ဟာ electrical crosstalk ကို သိသိသာသာ လျှော့ချပေးပြီး device ရဲ့ response characteristics ကို တိုးတက်ကောင်းမွန်လာစေမယ်လို့ မျှော်လင့်ရပါတယ်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပဲ၊ လျှော့ချထားတဲ့ device structure ဟာ single-chip three-dimensional (M3D) integration နည်းပညာအတွက် ပိုမိုသင့်လျော်ပြီး high-density pixel arrays တွေ ရရှိဖို့အတွက် အုတ်မြစ်ချပေးပါတယ်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၆ ခုနှစ်၊ ဖေဖော်ဝါရီလ ၂၄ ရက်