अति-पतली पर नया शोधInGaAs फोटोडिटेक्टर
शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड (SWIR) इमेजिंग तकनीक की प्रगति ने नाइट विज़न सिस्टम, औद्योगिक निरीक्षण, वैज्ञानिक अनुसंधान, सुरक्षा और अन्य क्षेत्रों में महत्वपूर्ण योगदान दिया है। दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम से परे पहचान की बढ़ती मांग के साथ, शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड इमेज सेंसर का विकास भी लगातार बढ़ रहा है। हालांकि, उच्च-रिज़ॉल्यूशन और कम शोर प्राप्त करना अभी भी एक चुनौती है।वाइड-स्पेक्ट्रम फोटोडिटेक्टरअभी भी कई तकनीकी चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है। हालांकि पारंपरिक InGaAs शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड फोटोडिटेक्टर उत्कृष्ट फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता और वाहक गतिशीलता प्रदर्शित कर सकते हैं, लेकिन उनके प्रमुख प्रदर्शन संकेतकों और उपकरण संरचना के बीच एक मूलभूत विरोधाभास है। उच्च क्वांटम दक्षता (QE) प्राप्त करने के लिए, पारंपरिक डिज़ाइनों में 3 माइक्रोमीटर या उससे अधिक की अवशोषण परत (AL) की आवश्यकता होती है, और यह संरचनात्मक डिज़ाइन विभिन्न समस्याओं को जन्म देता है।
InGaAs शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड में अवशोषण परत (TAL) की मोटाई को कम करने के लिएफोटोडिटेक्टरलंबी तरंगदैर्ध्य पर अवशोषण में कमी की भरपाई करना महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से तब जब कम क्षेत्रफल वाली अवशोषण परत की मोटाई लंबी तरंगदैर्ध्य श्रेणी में अपर्याप्त अवशोषण का कारण बनती है। चित्र 1a प्रकाशीय अवशोषण पथ को बढ़ाकर कम क्षेत्रफल वाली अवशोषण परत की मोटाई की भरपाई करने की विधि को दर्शाता है। यह अध्ययन उपकरण के पिछले भाग पर TiOx/Au-आधारित गाइडेड मोड रेजोनेंस (GMR) संरचना को लागू करके लघु-तरंग अवरक्त बैंड में क्वांटम दक्षता (QE) को बढ़ाता है।
परंपरागत समतल धातु परावर्तन संरचनाओं की तुलना में, निर्देशित मोड अनुनाद संरचना कई अनुनाद अवशोषण प्रभाव उत्पन्न कर सकती है, जिससे लंबी तरंगदैर्ध्य प्रकाश की अवशोषण दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। शोधकर्ताओं ने कठोर युग्मित-तरंग विश्लेषण (RCWA) विधि के माध्यम से आवर्तकाल, पदार्थ संरचना और फिलिंग फैक्टर सहित निर्देशित मोड अनुनाद संरचना के प्रमुख मापदंडों के डिज़ाइन को अनुकूलित किया। परिणामस्वरूप, यह उपकरण लघु-तरंग अवरक्त बैंड में भी कुशल अवशोषण बनाए रखता है। InGaAs पदार्थों के लाभों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने सब्सट्रेट संरचना के आधार पर वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया का भी अध्ययन किया। अवशोषण परत की मोटाई में कमी के साथ EQE में भी कमी आनी चाहिए।
निष्कर्षतः, इस शोध में मात्र 0.98 माइक्रोमीटर की मोटाई वाला एक InGaAs डिटेक्टर सफलतापूर्वक विकसित किया गया है, जो पारंपरिक संरचना की तुलना में 2.5 गुना से भी अधिक पतला है। साथ ही, यह 400-1700 एनएम तरंगदैर्ध्य रेंज में 70% से अधिक की क्वांटम दक्षता बनाए रखता है। अति-पतले InGaAs फोटोडिटेक्टर की यह अभूतपूर्व उपलब्धि उच्च-रिज़ॉल्यूशन, कम-शोर वाले व्यापक-स्पेक्ट्रम छवि सेंसर के विकास के लिए एक नया तकनीकी मार्ग प्रशस्त करती है। अति-पतली संरचना डिज़ाइन द्वारा लाए गए तीव्र वाहक परिवहन समय से विद्युत क्रॉसस्टॉक में उल्लेखनीय कमी आने और उपकरण की प्रतिक्रिया विशेषताओं में सुधार होने की उम्मीद है। साथ ही, कम की गई उपकरण संरचना एकल-चिप त्रि-आयामी (M3D) एकीकरण तकनीक के लिए अधिक उपयुक्त है, जो उच्च-घनत्व पिक्सेल सरणियों को प्राप्त करने की नींव रखती है।
पोस्ट करने का समय: 24 फरवरी 2026