ပါးလွှာသော ဆီလီကွန် ဓာတ်ပုံထောက်လှမ်းနည်းပညာအသစ်

နည်းပညာအသစ်ပါးလွှာသော ဆီလီကွန် photodetector
ပါးလွှာသော အလင်းစုပ်ယူမှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် ဖိုတွန် ဖမ်းယူသည့် ဖွဲ့စည်းပုံများကို အသုံးပြုသည်။ဆီလီကွန်ဓာတ်ပုံထောက်လှမ်းကိရိယာများ
Photonic စနစ်များသည် optical ဆက်သွယ်မှု၊ liDAR အာရုံခံခြင်းနှင့် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာပုံရိပ်များအပါအဝင် ထွန်းသစ်စအပလီကေးရှင်းများစွာတွင် အရှိန်အဟုန်ဖြင့် အရှိန်အဟုန်ဖြင့် တိုးဝင်လာပါသည်။ သို့သော်လည်း အနာဂတ် အင်ဂျင်နီယာဆိုင်ရာ ဖြေရှင်းချက်များတွင် photonics များကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် လက်ခံလာခြင်းသည် ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်အပေါ် မူတည်ပါသည်။ဓာတ်ပုံထောက်လှမ်းကိရိယာများ၎င်းသည် ထိုရည်ရွယ်ချက်အတွက် အသုံးပြုသည့် semiconductor အမျိုးအစားအပေါ်တွင် များစွာမူတည်ပါသည်။
အစဉ်အလာအားဖြင့်၊ ဆီလီကွန် (Si) သည် အီလက်ထရွန်းနစ်စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် နေရာအနှံ့အပြားတွင် အထင်ရှားဆုံး တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်သောကြောင့် စက်မှုလုပ်ငန်းအများစုသည် ဤပစ္စည်းကို ရင့်ကျက်လာစေသည်။ ကံမကောင်းစွာပဲ၊ Si တွင် ဂယ်လီယမ်အာဆင်းနိုက် (GaAs) ကဲ့သို့သော အခြားတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အနီးအနီအောက်ရောင်ခြည် (NIR) ရောင်စဉ်တွင် အလင်းစုပ်ယူမှုအတော်လေးအားနည်းပါသည်။ ထို့အတွက်ကြောင့် GaAs နှင့် ဆက်စပ်သတ္တုစပ်များသည် photonic applications များတွင် ကြီးထွားလာသော်လည်း အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းအများစုထုတ်လုပ်ရာတွင် အသုံးပြုသည့် ရိုးရာအဖြည့်သတ္တုအောက်ဆိုဒ်တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးတာ (CMOS) လုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် ကိုက်ညီမှုမရှိပါ။ ယင်းကြောင့် ၎င်းတို့၏ ထုတ်လုပ်မှုစရိတ်များ သိသိသာသာ မြင့်တက်လာခဲ့သည်။
သုတေသီများသည် ဆီလီကွန်အတွင်း အနီအောက်ရောင်ခြည် စုပ်ယူမှုကို လွန်စွာ မြှင့်တင်ရန် နည်းလမ်းတစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့ပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ဓာတ်ပုံနစ်ပစ္စည်းများအတွက် ကုန်ကျစရိတ် လျှော့ချနိုင်ကာ UC Davis သုတေသနအဖွဲ့သည် ဆီလီကွန်ပါးလွှာသော ရုပ်ရှင်များတွင် အလင်းစုပ်ယူမှု ပိုမိုကောင်းမွန်လာစေရန် မဟာဗျူဟာသစ်ကို တီထွင်လျက်ရှိသည်။ Advanced Photonics Nexus တွင် ၎င်းတို့၏ နောက်ဆုံးစာတမ်းတွင်၊ ၎င်းတို့သည် အလင်းဖမ်းယူနိုင်သော micro – နှင့် nano-surface structures ပါရှိသော ဆီလီကွန်အခြေခံ ဓာတ်ပုံdetector ကို ပထမဆုံးအကြိမ် စမ်းသပ်သရုပ်ပြကာ GaAs နှင့် အခြားသော III-V အုပ်စု semiconductors များထက် မကြုံစဖူး စွမ်းဆောင်ရည် မြှင့်တင်မှုများ ရရှိခဲ့သည်။ . photodetector တွင် micron-ထူထပ်သော ဆီလီကွန်ပန်းကန်ပြား ပါ၀င်ပြီး ပန်းကန်၏ထိပ်ရှိ အဆက်အသွယ်သတ္တုမှ သတ္တု "လက်ချောင်းများ" ကို သတ္တု "လက်ချောင်းများ" ဖြန့်ကာ လျှပ်ကာအလွှာပေါ်တွင် ချထားပါသည်။ အရေးကြီးသည်မှာ၊ အတုံးလိုက်ဆီလီကွန်တွင် ဖိုတွန်ဖမ်းယူသည့်နေရာများအဖြစ် အချိန်အပိုင်းအခြားအလိုက် ပုံစံဖြင့်စီစဉ်ထားသော စက်ဝိုင်းအပေါက်များဖြင့် ပြည့်နေသည်။ ကိရိယာ၏ အလုံးစုံဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံသည် မျက်နှာပြင်ကိုထိသောအခါတွင် ပုံမှန်ဖြစ်ရပ်မှန်အလင်းရောင်ကို 90° နီးပါး ကွေးစေပြီး Si လေယာဉ်တစ်လျှောက် ဘေးတိုက်တွင် ပြန့်ပွားစေသည်။ ဤနှစ်ခြမ်းပြန့်ပွားမှုမုဒ်များသည် အလင်း၏ခရီးအလျားကို တိုးမြင့်စေပြီး ၎င်းကို ထိထိရောက်ရောက် နှေးကွေးစေကာ အလင်း-ဒြပ်ထု အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုကို ပိုမိုဖြစ်ပေါ်စေပြီး စုပ်ယူမှုကို တိုးမြင့်စေသည်။
သုတေသီများသည် ဖိုတွန်ဖမ်းယူခြင်းဆိုင်ရာ ဖွဲ့စည်းပုံများ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ နားလည်နိုင်ရန် optical simulations နှင့် သီအိုရီပိုင်းခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး ၎င်းတို့နှင့် မပါဘဲ photodetectors များကို နှိုင်းယှဉ်စမ်းသပ်မှုများစွာ ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။ ဖိုတွန်ဖမ်းယူမှုသည် NIR spectrum တွင် broadband စုပ်ယူမှု သိသိသာသာ တိုးတက်လာမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး 68% နှင့် 86% အထက်တွင် ရှိနေကြောင်း ၎င်းတို့တွေ့ရှိခဲ့သည်။ အနီးနားရှိ အနီအောက်ရောင်ခြည် တီးဝိုင်းတွင်၊ ဖိုတွန် ဖမ်းယူမှု photodetector ၏ စုပ်ယူမှု ကိန်းဂဏန်းသည် ဂယ်လီယမ် အာဆင်းနိုက်ထက် သာမာန် ဆီလီကွန်ထက် အဆများစွာ မြင့်မားသည်ကို သတိပြုသင့်သည်။ ထို့အပြင်၊ အဆိုပြုထားသောဒီဇိုင်းသည် 1µm အထူဆီလီကွန်ပြားများအတွက်ဖြစ်သော်လည်း၊ 30 nm နှင့် 100 nm ဆီလီကွန်ဖလင်များကို CMOS အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများနှင့် တွဲဖက်အသုံးပြုနိုင်သော သရုပ်ဖော်ပုံများသည် အလားတူစွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြသပါသည်။
ခြုံငုံအားဖြင့်၊ ဤလေ့လာမှု၏ရလဒ်များသည် ပေါ်ထွက်လာသော photonics အပလီကေးရှင်းများတွင် ဆီလီကွန်အခြေခံဓာတ်ပုံdetectors များ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကိုမြှင့်တင်ရန်အတွက်အလားအလာရှိသောမဟာဗျူဟာကိုပြသသည်။ အလွန်ပါးလွှာသော ဆီလီကွန်အလွှာများတွင်ပင် စုပ်ယူမှု မြင့်မားနိုင်ပြီး ဆားကစ်၏ ကပ်ပါးစွမ်းရည်ကို နိမ့်အောင်ထားနိုင်ပြီး မြန်နှုန်းမြင့်စနစ်များတွင် အရေးကြီးပါသည်။ ထို့အပြင်၊ အဆိုပြုထားသောနည်းလမ်းသည် ခေတ်မီ CMOS ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် သဟဇာတဖြစ်ပြီး ထို့ကြောင့် optoelectronics များကို ရိုးရာဆားကစ်များအဖြစ် ပေါင်းစည်းသည့်ပုံစံကို တော်လှန်ပြောင်းလဲရန် အလားအလာရှိသည်။ တစ်ဖန်၊ ၎င်းသည် တတ်နိုင်သော အလွန်မြန်ဆန်သော ကွန်ပျူတာကွန်ရက်များနှင့် ပုံရိပ်ဖော်နည်းပညာတွင် သိသိသာသာ ခုန်တက်နိုင်စေရန် လမ်းခင်းပေးနိုင်သည်။