Qaab-dhismeedka Sawir-qaadaha InGaAs

Qaab-dhismeedkaSawir-qaade InGaAs
Tan iyo 1980-meeyadii, cilmi-baarayaashu waxay baranayeen qaab-dhismeedka InGaAs photodetectors, kaas oo lagu soo koobi karo saddex nooc oo waaweyn: InGaAs biraha semiconductor-ka birta ahsawirqaadayaasha(MSM-PD), InGaAsSawir-qaadayaasha PIN-ka(PIN-PD), iyo InGaAssawir-qaadayaasha barafka ee barafka(APD-PD). Waxaa jira farqi weyn oo ku jira habka wax soo saarka iyo kharashka sawir-qaadayaasha InGaAs ee leh qaab-dhismeedyo kala duwan, waxaana sidoo kale jira farqi weyn oo ku jira waxqabadka qalabka.
Jaantuska qaab-dhismeedka sawir-qaadaha birta ee InGaAs ee semiconductor-ka birta ah ayaa lagu muujiyay sawirka, kaas oo ah qaab-dhismeed gaar ah oo ku salaysan isgoyska Schottky. Sannadkii 1992, Shi et al. waxay isticmaaleen tignoolajiyada epitaxy-ga uumiga dabiiciga ah ee birta cadaadiska hooseeya (LP-MOVPE) si ay u koraan lakabyada epitaxial una diyaariyaan sawir-qaadayaasha InGaAs MSM. Qalabku wuxuu leeyahay jawaab celin sare oo ah 0.42 A/W hirarka 1.3 μ m iyo hadda madow oo ka yar 5.6 pA/μ m² at 1.5 V. Sannadkii 1996, cilmi-baarayaashu waxay isticmaaleen epitaxy-gaas-ka molecular beam epitaxy (GSMBE) si ay u koraan lakabyada epitaxial ee InAlAs InGaAs InP, kuwaas oo muujiyay astaamo iska caabin sare leh. Xaaladaha koritaanka waxaa lagu hagaajiyay cabbiraadaha kala-soocidda raajada X-ray, taasoo keentay is-waafaq la'aan shabaq ah oo u dhexeeya lakabyada InGaAs iyo InAlAs ee ku jira xadka 1 × 10 ³. Natiijo ahaan, waxqabadka qalabka ayaa la hagaajiyay, iyadoo uu jiro koronto madow oo ka yar 0.75 pA/μ m² 10 V iyo jawaab celin degdeg ah oo ku meel gaar ah oo ah 16 ps 5 V. Guud ahaan, sawir-qaadaha qaab-dhismeedka MSM wuxuu leeyahay qaab-dhismeed fudud oo si fudud loo isku dari karo, isagoo muujinaya hadda madow oo hooseeya (heerka pA), laakiin elektroodka birta ah wuxuu yareeyaa aagga nuugista iftiinka ee waxtarka leh ee qalabka, taasoo keentay falcelin hoose marka loo eego qaab-dhismeedka kale.

Qalabka sawir-qaadaha ee InGaAs PIN wuxuu leeyahay lakab gudaha ah oo la geliyay inta u dhaxaysa lakabka xiriirka nooca P iyo lakabka xiriirka nooca N, sida ka muuqata sawirka, kaas oo kordhiya ballaca gobolka burburka, taasoo keentay in lammaane badan oo godad elektaroonik ah ay sameysmaan oo sameeya koronto sawireed oo weyn, sidaas darteedna muujinaya gudbin elektaroonig ah oo aad u fiican. Sannadkii 2007, cilmi-baarayaashu waxay isticmaaleen MBE si ay u koraan lakabyada kaydka heerkulka hooseeya, iyagoo hagaajinaya qallafsanaanta dusha sare iyo ka gudubka isku dheelitir la'aanta shabagga ee u dhexeeya Si iyo InP. Waxay ku dareen qaab-dhismeedka PIN-ka InGaAs substrate-yada InP iyagoo adeegsanaya MOCVD, jawaab celinta qalabkuna waxay ahayd qiyaastii 0.57 A/W. Sannadkii 2011, cilmi-baarayaashu waxay isticmaaleen qalabka sawir-qaadayaasha PIN si ay u horumariyaan qalab sawir-qaadis LiDAR ah oo gaaban oo loogu talagalay hagitaanka, ka fogaanshaha caqabadaha/shilka, iyo ogaanshaha bartilmaameedka/aqoonsiga gawaarida dhulka ee aan duuliyaha lahayn. Qalabka waxaa lagu daray jajab microwave ah oo qiimo jaban, taasoo si weyn u wanaajisay saamiga calaamadda-ilaa-qaylada ee qalabka sawir-qaadayaasha PIN-ka InGaAs. Iyada oo ku saleysan arrintan, sannadkii 2012, cilmi-baarayaashu waxay qalabkan sawir-qaadista LiDAR u adeegsadeen robot-yada, iyadoo leh kala duwanaansho ogaansho oo ka badan 50 mitir iyo xallinta oo kor u kacday 256 × 128.
Sawir-qaadaha InGaAs waa nooc ka mid ah sawir-qaadaha oo leh faa'iido, sida ku cad jaantuska qaab-dhismeedka. Lammaanayaasha godadka elektarooniga ah waxay helaan tamar ku filan iyadoo la adeegsanayo goobta korantada ee gudaha gobolka labanlaaban, waxayna isku dhacaan atamka si ay u soo saaraan lammaanayaal godad elektaroonik ah oo cusub, iyagoo samaynaya saameyn baraf ah iyo labanlaab ah sideyaasha dallacaadda aan sinnayn ee walxaha. Sannadkii 2013, cilmi-baarayaashu waxay isticmaaleen MBE si ay u koraan dahaarka InGaAs iyo InAlAs ee isku midka ah ee substrate-ka InP, iyagoo beddelaya tamarta side iyada oo loo marayo isbeddellada ku jira halabuurka dahaarka, dhumucda lakabka epitaxial, iyo doping, iyagoo kordhinaya ionization-ka electroshock iyadoo la yareynayo ionization-ka godka. Iyada oo la raacayo faa'iidada calaamadda wax soo saarka ee u dhiganta, APD waxay muujinaysaa buuq yar iyo hadda mugdiga hoose. Sannadkii 2016, cilmi-baarayaashu waxay dhiseen goob tijaabo ah oo sawir-qaadis firfircoon oo laysar ah oo 1570 nm ah oo ku salaysan sawir-qaadayaasha InGaAs ee barafka. Wareegga gudaha eeSawir-qaade APDWaxay heleen dhawaaqyo waxayna si toos ah u soo saaraan calaamadaha dijitaalka ah, taasoo ka dhigaysa qalabka oo dhan mid isku xidhan. Natiijooyinka tijaabada waxaa lagu muujiyay Jaantusyada (d) iyo (e). Jaantuska (d) waa sawir jireed oo bartilmaameedka sawirka ah, Jaantuska (e) waa sawir masaafo saddex-cabbir ah. Waxaa si cad loo arki karaa in aagga daaqadda ee Aagga C uu leeyahay masaafo qoto dheer oo ka yar Aagga A iyo B. Madalkani wuxuu gaaraa ballac garaac oo ka yar 10 ns, tamar hal garaac ah oo la hagaajin karo (1-3) mJ, xagal muuqaal ah oo ah 2 ° muraayadaha gudbinta iyo helitaanka, heerka ku celcelinta ee 1 kHz, iyo wareegga shaqada ee ogaanshaha oo ah qiyaastii 60%. Iyada oo ay ugu wacan tahay faa'iidada sawirka gudaha, jawaab celinta degdegga ah, cabbirka is haysta, adkeysiga, iyo kharashka hooseeya ee APD, dareemayaasha sawirka ee APD waxay gaari karaan heer ogaansho oo ah hal amar oo ka sarreeya dareemayaasha sawirka ee PIN. Sidaa darteed, hadda radar-ka laser-ka ee caadiga ah wuxuu inta badan isticmaalaa dareemayaasha sawirka ee barafka.