Farsamada cusub ee sawir-qaade silikoon khafiif ah

Tiknoolajiyada cusub eesawir-qaade silikoon khafiif ah
Qaab-dhismeedka sawir-qaadista waxaa loo isticmaalaa si kor loogu qaado nuugista iftiinka ee khafiifka ahsawir-qaadayaasha silikoon
Nidaamyada sawir-qaadista ayaa si degdeg ah u soo jiidanaya codsiyo badan oo soo baxaya, oo ay ku jiraan isgaarsiinta indhaha, dareenka liDAR, iyo sawirka caafimaadka. Si kastaba ha ahaatee, qaadashada baahsan ee photonics ee xalalka injineernimada mustaqbalka waxay kuxirantahay qiimaha wax soo saarkasawirqaadayaasha, kaas oo isna inta badan ku xiran nooca semiconductor ee loo isticmaalo ujeedadaas.
Dhaqan ahaan, Silicon (Si) waxay ahayd semiconductor-ka ugu badan ee warshadaha elektiroonigga ah, sidaa darteed inta badan warshadaha ayaa ku qaangaaray agagaarka walxahan. Nasiib darro, Si wuxuu leeyahay isku-dhafan nuugista iftiinka ee u dhow infrared (NIR) spectrum marka la barbar dhigo semiconductors kale sida gallium arsenide (GaAs). Sababtaas awgeed, GaAs iyo alloysyada la xidhiidha waxay ku kobcayaan codsiyada sawir-qaadista laakiin kuma habboona hababka dhaqameed ee dhammaystirka birta-oxide semiconductor (CMOS) ee loo isticmaalo soo-saarka elektaroonigga intooda badan. Tani waxay keentay koror weyn oo ku yimid kharashaadka wax soo saarkooda.
Cilmi-baadhayaashu waxay dejiyeen hab si weyn loogu wanaajiyo nuugista infrared-ka dhow ee silikoon, taas oo horseedi karta hoos u dhigista qiimaha qalabka sawir-qaadista ee sarreeya, iyo kooxda cilmi-baarista UC Davis ayaa hormuud ka ah istaraatiijiyad cusub si ay si weyn u wanaajiso nuugista iftiinka ee filimada khafiifka ah ee silicon. Waraaqdoodii ugu dambeysay ee Advanced Photonics Nexus, waxay muujinayaan markii ugu horeysay bandhig tijaabo ah oo ah sawir-qaade silikoon ku saleysan oo leh qaab-dhismeedyo yar-yar oo iftiin-qaadis ah iyo nano-korka, iyaga oo gaarey horumarin waxqabad aan horay loo arag oo la mid ah GaAs iyo kuwa kale ee kooxda III-V semiconductors . Sawir-qaaduhu wuxuu ka kooban yahay saxan silikon dhumucdiisuna tahay micron-dhuuban oo lagu dhejiyay substrate-ka dahaaran, oo leh "faraha" bir ah oo ku fidsan qaab fargeeto ah oo ka yimid birta xiriirka ee sare ee saxanka. Muhiimad ahaan, silikoon-buunsan waxaa ka buuxa godad wareeg ah oo loo habeeyey qaab xilliyeed ah oo u shaqeeya sidii goobaha sawir-qaadista. Qaab dhismeedka guud ee qalabku waxa uu keenaa in iftiinka shilka ee caadiga ah uu leexiyo ku dhawaad ​​90° marka uu korka ku dhufto, taas oo u ogolaanaysa in uu dhinaca dambe u faafo diyaaradda Si. Hababkan faafinta dambe waxay kordhiyaan dhererka safarka iftiinka waxayna si wax ku ool ah u gaabiyaan, taasoo horseedaysa is-dhexgal badan oo arrimaha iftiinka ah oo sidaas awgeed korodhka nuugista.
Cilmi-baadhayaashu waxay sidoo kale sameeyeen jilitaanka indhaha iyo falanqaynta aragtida si ay si fiican u fahmaan saamaynta qaab-dhismeedka sawir-qaadista, waxayna sameeyeen dhowr tijaabo oo isbarbardhigga sawir-qaadayaasha iyo la'aantooda. Waxay ogaadeen in qabashada sawir-qaadista ay keentay horumar la taaban karo oo ku saabsan waxtarka nuugista ballaadhan ee NIR spectrum, oo ka sarreeya 68% oo leh ugu sarreeya 86%. Waxaa xusid mudan in band infrared-ka dhow, isku-dhafka nuugista ee sawir-qaadista sawir-qaadista sawir-qaadista ayaa dhowr jeer ka sarreeya kan silikon caadiga ah, oo ka sarreeya gallium arsenide. Intaa waxaa dheer, in kasta oo nashqada la soo jeediyay loogu talagalay 1μm taarikada silikoon dhumucdiisuna waxay tahay, jilitaanka 30 nm iyo 100 nm aflaanta silikoon ee ku habboon CMOS elegtarooniga ah waxay muujinayaan waxqabad la mid ah oo la xoojiyay.
Guud ahaan, natiijooyinka daraasaddan ayaa muujinaya istiraatiijiyad rajo leh oo lagu hagaajinayo waxqabadka sawir-qaadayaasha silikoon-ku-saleysan ee codsiyada sawir-qaadista ee soo baxaya. Nuugista sare waxaa lagu gaari karaa xitaa lakabyada silikoon ee aadka u dhuuban, iyo awoodda dulinka wareegga waa la sii hayn karaa, taas oo muhiim u ah nidaamyada xawaaraha sare leh. Intaa waxaa dheer, habka la soo jeediyay ayaa la jaan qaadaya hababka wax soo saarka ee casriga ah ee CMOS sidaas darteedna waxay awood u leedahay in ay wax ka beddesho habka optoelectronics loogu daro wareegyada dhaqanka. Middaani, iyaduna, waxay waddada u xaari kartaa boodboodka la taaban karo ee shabakadaha kombuyuutarrada ultrafast ee la awoodi karo iyo tignoolajiyada sawirka.