उच्च गति वाले फोटोडिटेक्टरों को प्रस्तुत किया गया हैInGaAs फोटोडिटेक्टर
उच्च गति वाले फोटोडिटेक्टरऑप्टिकल संचार के क्षेत्र में मुख्य रूप से III-V InGaAs फोटोडिटेक्टर और IV पूर्ण Si और Ge शामिल हैं।Si फोटोडिटेक्टरपहला एक पारंपरिक निकट अवरक्त डिटेक्टर है, जो लंबे समय से प्रमुख रहा है, जबकि दूसरा सिलिकॉन ऑप्टिकल तकनीक पर आधारित है और तेजी से उभर रहा है। यह हाल के वर्षों में अंतरराष्ट्रीय ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स अनुसंधान के क्षेत्र में एक चर्चित विषय बन गया है। इसके अलावा, पेरोवस्काइट, कार्बनिक और द्वि-आयामी पदार्थों पर आधारित नए डिटेक्टर आसान प्रसंस्करण, अच्छी लचीलता और समायोज्य गुणों के कारण तेजी से विकसित हो रहे हैं। इन नए डिटेक्टरों और पारंपरिक अकार्बनिक फोटोडिटेक्टरों में पदार्थ गुणों और निर्माण प्रक्रियाओं के संदर्भ में महत्वपूर्ण अंतर हैं। पेरोवस्काइट डिटेक्टरों में उत्कृष्ट प्रकाश अवशोषण गुण और कुशल आवेश परिवहन क्षमता होती है, कार्बनिक पदार्थों से बने डिटेक्टर अपनी कम लागत और लचीले इलेक्ट्रॉनों के कारण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, और द्वि-आयामी पदार्थों से बने डिटेक्टर अपने अद्वितीय भौतिक गुणों और उच्च वाहक गतिशीलता के कारण बहुत ध्यान आकर्षित कर रहे हैं। हालांकि, InGaAs और Si/Ge डिटेक्टरों की तुलना में, नए डिटेक्टरों को दीर्घकालिक स्थिरता, निर्माण परिपक्वता और एकीकरण के संदर्भ में अभी भी सुधार की आवश्यकता है।
InGaAs उच्च गति और उच्च प्रतिक्रिया वाले फोटोडिटेक्टरों को साकार करने के लिए आदर्श सामग्रियों में से एक है। सबसे पहले, InGaAs एक प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक पदार्थ है, और इसकी बैंडगैप चौड़ाई को In और Ga के अनुपात द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे विभिन्न तरंग दैर्ध्य के ऑप्टिकल संकेतों का पता लगाया जा सकता है। इनमें से, In0.53Ga0.47As, InP के सब्सट्रेट जाली के साथ पूरी तरह से मेल खाता है, और ऑप्टिकल संचार बैंड में इसका प्रकाश अवशोषण गुणांक अधिक होता है, जो फोटोडिटेक्टरों के निर्माण में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।फोटोडिटेक्टरऔर डार्क करंट और प्रतिक्रियाशीलता प्रदर्शन भी सर्वोत्तम हैं। दूसरे, InGaAs और InP दोनों सामग्रियों में उच्च इलेक्ट्रॉन ड्रिफ्ट वेग होता है, और उनका संतृप्त इलेक्ट्रॉन ड्रिफ्ट वेग लगभग 1×10⁷ cm/s होता है। साथ ही, InGaAs और InP सामग्रियों में विशिष्ट विद्युत क्षेत्र के तहत इलेक्ट्रॉन वेग ओवरशूट प्रभाव होता है। ओवरशूट वेग को 4×10⁷ cm/s और 6×10⁷ cm/s में विभाजित किया जा सकता है, जो एक बड़े कैरियर समय-सीमित बैंडविड्थ को प्राप्त करने में सहायक है। वर्तमान में, InGaAs फोटोडिटेक्टर ऑप्टिकल संचार के लिए सबसे मुख्यधारा का फोटोडिटेक्टर है, और बाजार में सतह आपतन युग्मन विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और 25 Gbaud/s और 56 Gbaud/s सतह आपतन डिटेक्टर उत्पाद विकसित किए गए हैं। छोटे आकार, बैक इंसिडेंस और उच्च बैंडविड्थ वाले सतह आपतन डिटेक्टर भी विकसित किए गए हैं, जो मुख्य रूप से उच्च गति और उच्च संतृप्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। हालांकि, सतह आपतित जांच (surface incident probe) अपने युग्मन मोड द्वारा सीमित है और इसे अन्य ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ एकीकृत करना कठिन है। इसलिए, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकीकरण आवश्यकताओं में सुधार के साथ, उत्कृष्ट प्रदर्शन और एकीकरण के लिए उपयुक्त वेवगाइड युग्मित InGaAs फोटोडिटेक्टर धीरे-धीरे अनुसंधान का केंद्र बन गए हैं, जिनमें से वाणिज्यिक 70 GHz और 110 GHz InGaAs फोटोप्रोब मॉड्यूल लगभग सभी वेवगाइड युग्मित संरचनाओं का उपयोग करते हैं। विभिन्न सब्सट्रेट सामग्रियों के अनुसार, वेवगाइड युग्मित InGaAs फोटोइलेक्ट्रिक जांच को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: InP और Si। InP सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल सामग्री उच्च गुणवत्ता वाली होती है और उच्च-प्रदर्शन उपकरणों के निर्माण के लिए अधिक उपयुक्त है। हालांकि, III-V सामग्रियों, InGaAs सामग्रियों और Si सब्सट्रेट पर उगाए या बंधित Si सब्सट्रेट के बीच विभिन्न बेमेल के कारण सामग्री या इंटरफ़ेस की गुणवत्ता अपेक्षाकृत खराब होती है, और उपकरण के प्रदर्शन में अभी भी सुधार की काफी गुंजाइश है।
पोस्ट करने का समय: 31 दिसंबर 2024