Nije Technology fanTinne silisiumfotodetector
Foton Capture-struktueren wurde brûkt om ljochtabsorption yn tinne te ferbetterjenSilicon Photodetorts
Fotoanyske systemen krije rap traksje yn in protte opkommende applikaasjes, ynklusyf optyske kommunikaasje, lidale sensuer, en medyske imaging. De wiidferspraat oannimmen fan fotonika yn 'e takomstige Engineering-oplossingen hinget lykwols ôf fan' e kosten fan produksjeFotodetorgen, dat op syn beurt it foar in grut part hinget op it soarte fan semiconden brûkt foar dat doel.
Tradisjoneel hat Silicon (SI) de meast Ubiquitous Semiconductor west yn 'e Electronics-yndustry, safolle, dat de measte yndustry hawwe dy't om dit materiaal hawwe matureare. Spitigernôch hat SI in relatyf swak ljochte op absorptyf yn 't tichtby infrare (NIR) spektrum yn fergeliking fergelike mei oare semicumondoren lykas Gallium Arsenide (Gaas). Fanwegen dit, gaas en relatearre aloys bloeiend yn fotoanyske applikaasjes, mar binne net kompatibel mei de tradisjonele komplementêre metalen-okside semikusaasje (cmos) prosessen brûkt yn 'e produksje fan' e meast elektronika. Dit late ta in skerpe tanimming fan har fabrikaazje kosten.
Undersikers hawwe in manier betocht om yn 'e buerzynsbrûk yn Silicon yn Silicon te ferbetterjen yn SOPICON, fotoane apparaten, en in UC Davis-ûndersykspele om ljochte opname te ferbetterjen yn Silicon-tinne films sterk. Yn har lêste papier op Avansearre fotonics Nexus demonstrearje se foar de earste kear in eksperimentale foto-basearre micro - en nano-oerflak ferbetterje fergelykber fergelykber te ferlykjen mei Gaas en oare III-v Groepen. De fotodektor bestiet út in Micron-Dikke silindryske silisiumplaat pleatst op in isolearjende substraat, mei metalen "fingers" yn in finger-fusy fan it kontaktmetaal oan 'e boppekant fan' e plaat. Hielendal is it klonter silisium ynfold mei sirkulêre gatten regele yn in periodyk patroan dat hannelje as foton capture-siden. De algemiene struktuer fan it apparaat feroarsaket it normaal ynsidint ljocht om te bûge om te bûgjen troch hast 90 ° as it it oerflak rekket, wêrtroch it lateraal lâns it SI-fleantúch te propagearjen. Dizze laterale propagaasjemodi ferheegje de lingte fan it ljocht fan it ljocht en effektyf fertrage it del, liedend ta mear ljochtoffer ynteraksjes en ferhege absorption.
De ûndersikers hawwe optyske simulearringen út en teoretyske analyseart om de effekten fan foton fan foton opfangen te begripen, en útfierde ferskate eksperiminten dy't fotodetermors fergelykje mei en sûnder har. Se fûnen dat foton-opfangen liede ta in wichtige ferbettering yn breedbandrofsoproppen yn it NIR-spektrum, bliuw boppe 68% mei in hichtepunt fan 86%. It is it wurdich op te merken dat yn 'e tichtby ynfrareband, de absorptyfoëffisjint fan' e fotokaffizing ferskate kearen heger is as dat fan gewoane silisium, mear as gallium arseide. Derneist, hoewol it foarstelde ûntwerp foar 1μm-dikke silisium platen, simulaasjes fan 30 NM en 100 NM Silicon Films kompatibel mei CMOS Electronics Lit ferlykbere ferbettere prestaasjes sjen.
Oer it algemien bewize de resultaten fan dizze stúdzje in belofte strategy om te ferbetterjen foar it ferbetterjen fan de prestaasjes fan Silicon-basearre foto-basearre foto-basearre fotodeter yn opkommende applikaasjes. Hege opname kinne wurde berikt yn Sels yn ultra-tinne silisoplagen, en it parasitêre kapacance kin leech wurde hâlden, dat kritysk is yn systemen fan hege snelheid. Derneist is de foarstelde metoade kompatibel mei moderne CMOS-fabrikaazjeprosessen en hat dêrom it potensjeel om de manier wêrop de Way Optoelectronics binne yntegrearre yn tradisjoneel sirkwy. Dit koe op syn beurt de wei passe foar substansjele sprongen yn betelbere UltraFast-kompjûternetwurken en imaging technology.
Posttiid: NOV-12-2024