Teknụzụ ọhụrụ nke ihe nchọpụta silicon dị mkpa

Teknụzụ ọhụrụ nkeihe nchọpụta silicon dị mkpa
A na-eji ihe nrụpụta foton eme ihe iji kwalite mmịnye ọkụ n'ime mkpasilicon fotodetectors
Usoro Photonic na-enweta ngwa ngwa n'ọtụtụ ngwa na-apụta, gụnyere nkwukọrịta anya, mmetụta liDAR, na onyonyo ahụike. Agbanyeghị, nnabata zuru oke nke photonics na ngwọta injinia n'ọdịnihu dabere na ọnụ ahịa nrụpụtafotodetector, nke n'aka nke ya dabere n'ụzọ dị ukwuu n'ụdị semiconductor eji maka nzube ahụ.
Na omenala, silicon (Si) bụ semiconductor kasị ukwuu na ụlọ ọrụ eletrọnịkị, nke mere na ọtụtụ ụlọ ọrụ etolitela gburugburu ihe a. N'ụzọ dị mwute, Si nwere ọnụọgụ nnabata ọkụ na-adịghị ike na ụdịdị infrared dị nso (NIR) ma e jiri ya tụnyere semiconductor ndị ọzọ dị ka gallium arsenide (GaAs). N'ihi nke a, GaAs na alloys ndị yiri ya na-eme nke ọma na ngwa fotonic mana ha adabaghị na usoro mmekọ metal-oxide semiconductor (CMOS) nke a na-eji na-emepụta ọtụtụ ngwá electronic. Nke a butere mmụba dị ukwuu na ego nrụpụta ha.
Ndị na-eme nchọpụta echepụtala ụzọ ha ga-esi kwalite mmịnye infrared dị nso na silicon, nke nwere ike ibute mbelata ọnụ ahịa na ngwaọrụ fotonic dị elu, yana otu ndị nyocha UC Davis na-asụ ụzọ ọhụrụ atụmatụ iji meziwanye mmịnye ọkụ na ihe nkiri sịlịkọn. N'ime akwụkwọ ọhụrụ ha na Advanced Photonics Nexus, ha gosipụtara na nke mbụ ihe ngosi nnwale nke fotodetector dabeere na silicon nke nwere ọkụ na-ewepụta micro-na nano-surface structures, na-enweta nkwalite arụmọrụ a na-enwetụbeghị ụdị ya tụnyere GaAs na ndị ọzọ III-V otu semiconductor. . Onye na-ahụ maka foto nwere efere silicon cylindrical micron nke etinyere n'elu ihe mkpuchi, nke nwere "mkpịsị aka" ígwè na-agbatị n'ụdị mkpịsị aka site na kọntaktị kọntaktị dị n'elu efere ahụ. N'ụzọ dị mkpa, silicon ahụ kpụ ọkụ n'ọnụ jupụtara na oghere okirikiri a haziri n'usoro oge nke na-eme dị ka saịtị foton. Nhazi nke ngwaọrụ a na-eme ka ọkụ na-emekarị na-ehulata ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ 90° mgbe ọ na-ada n'elu, na-enye ya ohere ịgbasa n'akụkụ n'akụkụ ụgbọ elu Si. Ụdị mgbasa ozi n'akụkụ ndị a na-eme ka ogologo njem nke ìhè dịkwuo ogologo ma na-ebelata ya nke ọma, na-eduga n'inwe mmekọrịta dị ọkụ karị ma si otú a na-amụba absorption.
Ndị nyocha ahụ mekwara simulations ngwa anya na nyocha usoro iji ghọta nke ọma mmetụta nke ihe nrụpụta foton, wee mee ọtụtụ nnwale na-atụnyere fotodetectors na enweghị ha. Ha chọpụtara na njide foton butere mmụba dị ukwuu na arụmọrụ absorption brọdband na ụdị ụdị NIR, na-anọ n'elu 68% yana ọnụ ọgụgụ kasị elu nke 86%. Ọ dị mma ịmara na n'ime eriri infrared dị nso, ọnụọgụ absorption nke fotodetector na-ejide foto dị ọtụtụ ugboro karịa nke silicon nkịtị, gafere gallium arsenide. Na mgbakwunye, ọ bụ ezie na atụmatụ a tụrụ aro bụ maka efere silicon gbara ọkpụrụkpụ 1μm, ihe ngosi nke 30 nm na 100 nm ihe nkiri silicon dakọtara na ngwa elektrọnik CMOS na-egosi arụmọrụ nkwalite yiri ya.
N'ozuzu, nsonaazụ nke ọmụmụ a gosipụtara atụmatụ na-ekwe nkwa maka imeziwanye arụmọrụ nke fotodetector nke dabeere na silicon na ngwa photonics na-apụta. Enwere ike nweta nnabata dị elu ọbụlagodi n'ígwé silicon dị nro, na ikike parasitic nke sekit nwere ike ịdị ala, nke dị oke mkpa na sistemụ ọsọ ọsọ. Na mgbakwunye, usoro a tụrụ aro dabara na usoro nrụpụta CMOS ọgbara ọhụrụ ya mere enwere ike gbanwee ka esi etinye optoelectronics n'ime sekit ọdịnala. Nke a, n'aka nke ya, nwere ike imeghe ụzọ maka mmụba dị ukwuu na netwọk kọmputa ultrafast dị ọnụ ala na teknụzụ onyonyo.