งานวิจัยใหม่เกี่ยวกับวัสดุบางเฉียบโฟโตดีเทคเตอร์ InGaAs
ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการถ่ายภาพอินฟราเรดคลื่นสั้น (SWIR) ได้สร้างคุณูปการอย่างมากให้กับระบบมองเห็นในเวลากลางคืน การตรวจสอบทางอุตสาหกรรม การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การรักษาความปลอดภัย และสาขาอื่นๆ ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการตรวจจับนอกเหนือจากสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ การพัฒนาเซ็นเซอร์ภาพอินฟราเรดคลื่นสั้นจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม การบรรลุความละเอียดสูงและสัญญาณรบกวนต่ำยังคงเป็นความท้าทายโฟโตดีเทคเตอร์แบบสเปกตรัมกว้างยังคงเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคมากมาย แม้ว่าโฟโตดีเทคเตอร์อินฟราเรดคลื่นสั้น InGaAs แบบดั้งเดิมจะแสดงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงเป็นไฟฟ้าและความคล่องตัวของพาหะที่ดีเยี่ยม แต่ก็มีความขัดแย้งพื้นฐานระหว่างตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลักและโครงสร้างของอุปกรณ์ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพควอนตัม (QE) ที่สูงขึ้น การออกแบบแบบดั้งเดิมจำเป็นต้องใช้ชั้นดูดซับ (AL) ที่มีความหนา 3 ไมโครเมตรขึ้นไป และการออกแบบโครงสร้างนี้ทำให้เกิดปัญหาต่างๆ มากมาย
เพื่อลดความหนาของชั้นดูดซับ (TAL) ในอินฟราเรดคลื่นสั้น InGaAsโฟโตดีเทคเตอร์การชดเชยการลดลงของการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นยาวมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความหนาของชั้นดูดกลืนแสงที่มีพื้นที่เล็กส่งผลให้การดูดกลืนแสงในช่วงความยาวคลื่นยาวไม่เพียงพอ รูปที่ 1a แสดงวิธีการชดเชยความหนาของชั้นดูดกลืนแสงที่มีพื้นที่เล็กโดยการขยายเส้นทางการดูดกลืนแสง งานวิจัยนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพควอนตัม (QE) ในย่านอินฟราเรดคลื่นสั้นโดยการนำโครงสร้างเรโซแนนซ์โหมดนำทาง (GMR) ที่ใช้ TiOx/Au มาติดตั้งที่ด้านหลังของอุปกรณ์
วันที่เผยแพร่: 24 กุมภาพันธ์ 2569