Teknụzụ ọhụrụ nke ihe nchọpụta silicon dị gịrịgịrị

Teknụzụ ọhụrụ nkeihe nchọpụta foto silicon dị gịrịgịrị
A na-eji usoro njide foton eme ka mmịpụta ìhè dịkwuo mma na obere mkparaihe nchọpụta foto silicon
Sistemụ fotonik na-enweta mmetụta ngwa ngwa n'ọtụtụ ngwa ndị na-apụta, gụnyere nkwukọrịta anya, nchọpụta liDAR, na onyonyo ahụike. Agbanyeghị, nnabata zuru oke nke photonics na ngwọta injinia n'ọdịnihu dabere na ọnụ ahịa nrụpụta.fotodetector, nke dabere n'ụdị semiconductor eji eme ihe ahụ.
N'oge ochie, silicon (Si) bụ semiconductor kachasị ebe niile n'ime ụlọ ọrụ eletrọniki, nke na ọtụtụ ụlọ ọrụ etoola gburugburu ihe a. N'ụzọ dị mwute, Si nwere obere ihe na-amịkọrọ ìhè na nso infrared (NIR) spectrum ma e jiri ya tụnyere semiconductor ndị ọzọ dị ka gallium arsenide (GaAs). N'ihi nke a, GaAs na alloys ndị yiri ya na-eto nke ọma na ngwa photonic mana ha adabaghị na usoro ihe mgbakwunye metal-oxide semiconductor (CMOS) ọdịnala eji eme ihe na mmepụta nke ọtụtụ eletrọniki. Nke a butere mmụba dị ukwuu na ọnụ ahịa mmepụta ha.
Ndị nchọpụta ewepụtala ụzọ isi mee ka nnabata infrared dị na silicon dịkwuo mma nke ukwuu, nke nwere ike ibute mbelata ọnụ ahịa na ngwaọrụ photonic dị elu, otu ndị nyocha UC Davis na-emekwa atụmatụ ọhụrụ iji melite nnabata ìhè na fim silicon dị gịrịgịrị. N'akwụkwọ ọhụrụ ha na Advanced Photonics Nexus, ha gosipụtara maka oge mbụ ngosipụta nnwale nke photodetector dabere na silicon nwere micro - na nano-surface structures, na-enweta mmelite arụmọrụ a na-ahụtụbeghị mbụ dị ka GaAs na ndị ọzọ III-V otu semiconductors. Photodetector ahụ nwere efere silicon cylindrical micron-thick nke etinyere na ihe mkpuchi, yana "mkpịsị aka" ígwè na-agbatị n'ụdị mkpịsị aka site na metal kọntaktị dị n'elu efere ahụ. Ihe dị mkpa bụ na silicon lumpy jupụtara na oghere okirikiri edobere na usoro oge nke na-arụ ọrụ dị ka ebe njide photon. Nhazi zuru oke nke ngwaọrụ ahụ na-eme ka ìhè na-emekarị gbagọọ ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ 90° mgbe ọ kụrụ elu, na-enye ya ohere ịgbasa n'akụkụ n'akụkụ Si. Ụdị mgbasa ozi a na-eme ka ogologo njem ìhè dịkwuo elu ma na-ebelata ọsọ ya nke ọma, na-eduga na mmekọrịta dị n'etiti ihe dị n'ìhè na nke a, si otú a na-amụba nnabata.
Ndị nchọpụta ahụ mekwara ihe ngosi anya na nyocha echiche iji ghọta mmetụta nke usoro njide foton nke ọma, ha mekwara ọtụtụ nnwale iji tụnyere ihe nchọpụta foto na na-enweghị ha. Ha chọpụtara na njide foton dugara na mmụba dị ukwuu na arụmọrụ nnabata broadband na spectrum NIR, na-anọ n'elu 68% na oke nke 86%. Ọ dị mkpa ịmara na na eriri infrared dị nso, ọnụọgụ nnabata nke foto nchọpụta foton dị elu karịa nke silicon nkịtị, gafere gallium arsenide. Na mgbakwunye, ọ bụ ezie na atụmatụ a tụrụ aro bụ maka efere silicon 1μm dị arọ, ihe ngosi nke ihe nkiri silicon 30 nm na 100 nm nke dakọtara na eletrọniki CMOS na-egosi arụmọrụ ka mma yiri nke ahụ.
N'ozuzu, ihe si na nnyocha a pụta na-egosi atụmatụ dị mma maka imeziwanye arụmọrụ nke ihe nchọpụta foto dabere na silicon na ngwa photonics na-apụta. Enwere ike ịnweta nnukwu nnabata ọbụlagodi na oyi akwa silicon dị gịrịgịrị, enwere ike idobe ikike parasitic nke sekit ahụ dị ala, nke dị oke mkpa na sistemụ ọsọ dị elu. Na mgbakwunye, usoro a tụrụ aro kwekọrọ na usoro nrụpụta CMOS nke oge a ma nwee ike ịgbanwe ụzọ e si etinye optoelectronics na sekit ọdịnala. Nke a, n'aka nke ya, nwere ike imeghe ụzọ maka nnukwu mmụba na netwọk kọmputa dị ọnụ ala na teknụzụ onyonyo.