Tiknoolajiyada cusub ee sawir-qaadaha silicon khafiifka ah

Tiknoolajiyada cusub eesawir-qaade silikoon khafiif ah
Qaab-dhismeedka qabashada foton-ka waxaa loo isticmaalaa in lagu xoojiyo nuugista iftiinka ee khafiifka ahsawir-qaadayaasha silikoon
Nidaamyada sawir-qaadista ayaa si degdeg ah u helaya raad-raacyo badan oo soo ifbaxaya, oo ay ku jiraan isgaarsiinta indhaha, dareenka liDAR, iyo sawir-qaadista caafimaadka. Si kastaba ha ahaatee, qaadashada baahsan ee sawir-qaadista ee xalalka injineernimada mustaqbalka waxay ku xiran tahay kharashka wax-soo-saarka.sawirqaadayaasha, taas oo iyaduna ku xiran nooca semiconductor-ka loo isticmaalo ujeeddadaas.
Dhaqan ahaan, silicon (Si) wuxuu ahaa semiconductor-ka ugu badan ee warshadaha elektaroonigga ah, sidaa darteed warshadaha badankood waxay ku bislaadeen agabkan. Nasiib darro, Si wuxuu leeyahay isku-xidhka nuugista iftiinka oo daciif ah oo ku jira spectrum-ka infrared (NIR) marka loo eego semiconductor-yada kale sida gallium arsenide (GaAs). Sababtaas awgeed, GaAs iyo walxaha la xiriira ayaa ku kobcaya codsiyada photonic laakiin kuma habboona hababka semiconductor-ka birta-oksaydhka ee caadiga ah (CMOS) ee loo isticmaalo soo saarista inta badan elektaroonigga. Tani waxay keentay koror aad u weyn oo ku yimid kharashkooda wax soo saar.
Cilmi-baarayaashu waxay sameeyeen hab si weyn loogu xoojiyo nuugista ku dhow infrared ee silicon, taasoo horseedi karta hoos u dhac ku yimaada kharashka aaladaha photonic-ga ee waxqabadka sare leh, koox cilmi-baaris ah oo ka socota UC Davis ayaa hormuud ka ah istaraatiijiyad cusub oo si weyn loogu hagaajinayo nuugista iftiinka filimada khafiifka ah ee silicon. Warqaddoodii ugu dambeysay ee Advanced Photonics Nexus, waxay markii ugu horreysay muujiyeen bandhig tijaabo ah oo ku saabsan photodetector ku salaysan silicon oo leh qaab-dhismeedyo micro- iyo nano-surface ah oo iftiin qabta, taasoo gaareysa horumar waxqabad oo aan horay loo arag oo la mid ah GaAs iyo semiconductor-yada kale ee kooxda III-V. Photodetector-ku wuxuu ka kooban yahay saxan silicon ah oo dhumucdiisu tahay micron-qaro ah oo lagu dhejiyay substrate dahaarka leh, oo leh "faraha" birta ah oo ku fidsan qaab fargeeto ah oo ka yimid birta taabashada ee sare ee saxanka. Muhiimad ahaan, silicon-ka buuran waxaa ka buuxa godad wareegsan oo loo habeeyay qaab xilliyeed oo u shaqeeya sidii goobo qabashada photon. Qaab-dhismeedka guud ee qalabku wuxuu sababaa in iftiinka caadiga ah ee dhacdada uu leexdo ku dhawaad ​​90° marka uu ku dhaco dusha sare, taasoo u oggolaanaysa inuu si dhinac ah ugu faafo diyaaradda Si. Hababka faafinta dhinaca ah waxay kordhiyaan dhererka socodka iftiinka waxayna si wax ku ool ah u gaabiyaan, taasoo horseedaysa isdhexgal badan oo ku saabsan walxaha iftiinka sidaas darteedna kordhisa nuugista.
Cilmi-baarayaashu waxay sidoo kale sameeyeen jilitaanno indhaha ah iyo falanqayn aragtiyeed si ay si fiican u fahmaan saameynta qaab-dhismeedka qabashada sawirka, waxayna sameeyeen dhowr tijaabo oo isbarbardhigaya sawir-qaadayaasha iyagoo wata iyo iyagoo aan haysan. Waxay ogaadeen in qabashada sawirka ay horseeday horumar la taaban karo oo ku yimid hufnaanta nuugista ballaaran ee muuqaalka NIR, iyadoo ka sarreysa 68% iyadoo ugu sarreysa 86%. Waxaa xusid mudan in qaybta u dhow ee infrared-ka, isku-dhafka nuugista ee sawir-qaadaha qabashada sawirka uu dhowr jeer ka sarreeyo kan silicon-ka caadiga ah, isagoo ka sarreeya gallium arsenide. Intaa waxaa dheer, inkastoo naqshadeynta la soo jeediyay ay tahay taarikada silicon ee 1μm qaro weyn, jilitaannada filimada silicon ee 30 nm iyo 100 nm ee la jaanqaadaya elektaroonigga CMOS waxay muujinayaan waxqabad la mid ah oo la xoojiyay.
Guud ahaan, natiijooyinka daraasaddan waxay muujinayaan istaraatiijiyad rajo leh oo lagu hagaajinayo waxqabadka sawir-qaadayaasha ku salaysan silicon ee codsiyada sawir-qaadayaasha ee soo baxaya. Nuugista sare waxaa lagu gaari karaa xitaa lakabyada silicon ee aadka u khafiifsan, awoodda dulinka ee wareegga waxaa lagu hayn karaa mid hooseeya, taas oo muhiim u ah nidaamyada xawaaraha sare leh. Intaa waxaa dheer, habka la soo jeediyay wuxuu la jaan qaadayaa hababka wax soo saarka CMOS ee casriga ah sidaas darteedna wuxuu leeyahay awood uu ku kaco habka loo dhexgeliyo optoelectronics-ka wareegyada dhaqameed. Tani, markeeda, waxay u gogol xaaraysaa waddooyin badan oo lagu sameeyo shabakadaha kombiyuutarka ee aadka u dhaqsaha badan ee la awoodi karo iyo tignoolajiyada sawir-qaadista.