Mabda'a iyo xaaladda hadda jirta eesawir-qaadaha barafka barafka (Sawir-qaade APD) Qaybta Labaad
2.2 Qaab-dhismeedka jajabka APD
Qaab-dhismeedka jajabka macquulka ah waa dammaanadda aasaasiga ah ee aaladaha waxqabadka sare leh. Naqshadeynta qaab-dhismeedka APD waxay inta badan tixgelisaa joogtada waqtiga RC, qabashada godka marka la kala duwan yahay, waqtiga gaadiidka ee loo maro gobolka burburka iyo wixii la mid ah. Horumarinta qaab-dhismeedkeeda waxaa lagu soo koobay hoos:
(1) Qaab-dhismeedka aasaasiga ah
Qaab-dhismeedka APD ee ugu fudud wuxuu ku salaysan yahay sawirka PIN-ka, gobolka P iyo gobolka N waa kuwo aad u badan oo la daweeyay, gobolka nooca N ama nooca P-ga ah ee laba-jibbaaran ayaa lagu soo bandhigayaa gobolka P ee ku xiga ama gobolka N si loo soo saaro elektaroono labaad iyo lammaane godad ah, si loo xaqiijiyo kordhinta sawirka aasaasiga ah. Qalabka taxanaha InP, sababtoo ah isku-dhafka saameynta godka ee ionization wuxuu ka weyn yahay isku-dhafka saameynta elektaroonigga, gobolka faa'iidada ee doping-ka nooca N-ga ah badanaa waxaa la dhigaa gobolka P. Xaalad ku habboon, godad oo keliya ayaa lagu duraa gobolka faa'iidada, sidaa darteed qaab-dhismeedkan waxaa loo yaqaan qaab-dhismeed lagu duray god.
(2) Neefsashada iyo faa'iidada waa la kala saaraa
Iyada oo ay ugu wacan tahay sifooyinka farqiga ballaaran ee InP (InP waa 1.35eV iyo InGaAs waa 0.75eV), InP waxaa badanaa loo isticmaalaa sidii walxaha aagga faa'iidada iyo InGaAs sida walxaha aagga nuugista.
(3) Qaab-dhismeedka nuugista, kala-soocidda iyo helitaanka (SAGM) waxaa loo soo jeediyay siday u kala horreeyaan
Waqtigan xaadirka ah, aaladaha ganacsiga badankood ee APD waxay isticmaalaan walxaha InP/InGaAs, InGaAs oo ah lakabka nuugista, InP oo hoos yimaada garoon koronto oo sare (>5x105V/cm) iyada oo aan la jabin, waxaa loo isticmaali karaa sidii walxo aagga faa'iidada leh. Qalabkan, naqshadeynta APD-gan waa in habka barafka lagu sameeyo nooca N-InP iyadoo la isku dhacayo godadka. Marka la eego farqiga weyn ee farqiga band ee u dhexeeya InP iyo InGaAs, farqiga heerka tamarta ee qiyaastii 0.4eV ee band-ka valence wuxuu ka dhigayaa godadka ka soo baxa lakabka nuugista InGaAs inay xannibaan geeska heterojunction ka hor inta aysan gaarin lakabka isku dhufashada InP xawaarahana si weyn ayuu u yaraadaa, taasoo keentay waqti jawaab celin dheer iyo bandwid cidhiidhi ah oo APD-gan ah. Dhibaatadan waxaa lagu xallin karaa iyadoo lagu daro lakabka kala-guurka InGaAsP ee u dhexeeya labada walxood.
(4) Qaab-dhismeedka nuugista, kala-soocidda, dallacaadda iyo helitaanka (SAGCM) waxaa loo soo jeediyay siday u kala horreeyaan
Si loo sii hagaajiyo qaybinta goobta korantada ee lakabka nuugista iyo lakabka faa'iidada, lakabka dallacaadda waxaa lagu soo bandhigayaa naqshadda qalabka, taas oo si weyn u hagaajinaysa xawaaraha qalabka iyo jawaab celinta.
(5) Qaab-dhismeedka SAGCM ee la xoojiyay ee Resonator (RCE)
Naqshadeynta ugu wanaagsan ee qalabka ogaanshaha dhaqanka ee kor ku xusan, waa inaan wajahnaa xaqiiqda ah in dhumucda lakabka nuugista ay tahay arrin iska hor imaanaysa xawaaraha qalabka iyo hufnaanta kuantumka. Dhumucda khafiifka ah ee lakabka nuugista waxay yareyn kartaa waqtiga gaadiidka sideha, sidaa darteed waxaa la heli karaa ballaca weyn. Si kastaba ha ahaatee, isla mar ahaantaana, si loo helo hufnaan kuntumka oo sare, lakabka nuugista wuxuu u baahan yahay inuu yeesho dhumuc ku filan. Xalka dhibaatadan wuxuu noqon karaa qaab-dhismeedka godka resonant (RCE), taas oo ah, Bragg Reflector-ka la qaybiyey (DBR) waxaa loogu talagalay salka iyo sare ee qalabka. Muraayadda DBR waxay ka kooban tahay laba nooc oo walxo ah oo leh tusmada refractive oo hooseeya iyo tusmada refractive oo sare qaab-dhismeedka, labaduba si isku mid ah ayay u koraan, dhumucda lakab kastana waxay la kulantaa hirarka iftiinka dhacdada 1/4 ee semiconductor-ka. Qaab-dhismeedka resonator-ka ee qalabka ogaanshaha wuxuu buuxin karaa shuruudaha xawaaraha, dhumucda lakabka nuugista waxaa laga dhigi karaa mid aad u khafiifsan, hufnaanta kuntumka ee elektarooniga ayaa la kordhiyaa ka dib dhowr milicsi.
(6) Qaab-dhismeedka hagaha hirarka ee geeska ku xiran (WG-APD)
Xal kale oo lagu xallin karo iska hor imaadka saamaynta kala duwan ee dhumucda lakabka nuugista xawaaraha qalabka iyo hufnaanta kuantumka waa in la soo bandhigo qaab-dhismeedka hagaha hirarka ee geeska ku xiran. Qaab-dhismeedkani wuxuu ka soo galaa iftiinka dhinaca, sababtoo ah lakabka nuugista aad buu u dheer yahay, way fududahay in la helo hufnaan kuntumka sare, isla markaana, lakabka nuugista waxaa laga dhigi karaa mid aad u khafiif ah, taasoo yaraynaysa waqtiga gaadiidka side-ka. Sidaa darteed, qaab-dhismeedkani wuxuu xalliyaa ku tiirsanaanta kala duwan ee baaxadda iyo hufnaanta dhumucda lakabka nuugista, waxaana la filayaa inuu gaaro hufnaan kuntumka sare iyo hufnaan kuntumka sare APD. Habka WG-APD wuu ka fudud yahay kan RCE APD, kaas oo meesha ka saaraya habka diyaarinta ee adag ee muraayadda DBR. Sidaa darteed, waa mid aad u macquul ah goobta wax ku oolka ah wuxuuna ku habboon yahay isku xirka iftiinka ee diyaaradda caadiga ah.
3. Gunaanad
Horumarinta barafkasawir-qaadeagabka iyo aaladaha ayaa dib loo eegay. Heerarka isku dhaca elektaroonada iyo godka ee agabka InP waxay u dhow yihiin kuwa InAlAs, taas oo horseedda habka laba-laabka ah ee labada isku-dhafka ah ee side, taas oo ka dhigaysa dhismaha barafka mid dheer oo buuquna uu kordhay. Marka la barbardhigo agabka InAlAs ee saafiga ah, qaab-dhismeedka ceelka quantum-ka ee InGaAs (P) /InAlAs iyo In (Al) GaAs/InAlAs waxay leeyihiin saamiga kordhay ee isku-dhafka isku dhaca ionization, sidaa darteed waxqabadka buuqa si weyn ayaa loo beddeli karaa. Marka la eego qaab-dhismeedka, qaab-dhismeedka SAGCM ee la xoojiyay ee resonator-ka (RCE) iyo qaab-dhismeedka hagaha hirarka ee geeska ku xiran (WG-APD) ayaa la sameeyay si loo xalliyo iska hor imaadka saameynta kala duwan ee dhumucda lakabka nuugista ee xawaaraha qalabka iyo hufnaanta quantum-ka. Sababtoo ah dhibka habka, codsiga dhammaystiran ee wax ku oolka ah ee labadan qaab-dhismeed ayaa loo baahan yahay in si dheeraad ah loo baadho.
Waqtiga boostada: Noofambar-14-2023