انتہائی پتلی پر نئی تحقیقInGaAs فوٹو ڈیٹیکٹر
شارٹ ویو انفراریڈ (SWIR) امیجنگ ٹیکنالوجی کی ترقی نے نائٹ ویژن سسٹم، صنعتی معائنہ، سائنسی تحقیق، اور حفاظتی تحفظ اور دیگر شعبوں میں اہم شراکت کی ہے۔ مرئی روشنی کے سپیکٹرم سے باہر پتہ لگانے کی بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ، شارٹ ویو انفراریڈ امیج سینسر کی ترقی میں بھی مسلسل اضافہ ہو رہا ہے۔ تاہم، اعلی ریزولوشن اور کم شور کو حاصل کرناوسیع اسپیکٹرم فوٹو ڈیٹیکٹراب بھی بہت سے تکنیکی چیلنجوں کا سامنا ہے. اگرچہ روایتی InGaAs شارٹ ویو انفراریڈ فوٹو ڈیٹیکٹر بہترین فوٹو الیکٹرک تبادلوں کی کارکردگی اور کیریئر کی نقل و حرکت کا مظاہرہ کر سکتا ہے، لیکن ان کی کارکردگی کے اہم اشارے اور ڈیوائس کی ساخت کے درمیان بنیادی تضاد ہے۔ اعلیٰ کوانٹم ایفیشنسی (QE) حاصل کرنے کے لیے، روایتی ڈیزائنوں میں 3 مائیکرو میٹر یا اس سے زیادہ کی جذب کرنے والی پرت (AL) کی ضرورت ہوتی ہے، اور یہ ساختی ڈیزائن مختلف مسائل کا باعث بنتا ہے۔
InGaAs شارٹ ویو انفراریڈ میں جذب پرت (TAL) کی موٹائی کو کم کرنے کے لیےفوٹو ڈیٹیکٹر، طویل طول موج میں جذب میں کمی کی تلافی بہت اہم ہے، خاص طور پر جب چھوٹے رقبے کی جذب کرنے والی تہہ کی موٹائی طویل طول موج کی حد میں ناکافی جذب کا باعث بنتی ہے۔ شکل 1a آپٹیکل جذب کے راستے کو بڑھا کر چھوٹے رقبے کے جذب پرت کی موٹائی کی تلافی کرنے کے طریقہ کار کی وضاحت کرتا ہے۔ یہ مطالعہ شارٹ ویو انفراریڈ بینڈ میں کوانٹم ایفیشنسی (QE) کو بڑھاتا ہے جس سے ڈیوائس کے پچھلے حصے میں TiOx/Au-based گائیڈڈ موڈ ریزوننس (GMR) ڈھانچہ متعارف کرایا جاتا ہے۔
روایتی پلانر دھاتی عکاسی ڈھانچے کے مقابلے میں، گائیڈڈ موڈ گونج کا ڈھانچہ ایک سے زیادہ گونج جذب کرنے والے اثرات پیدا کرسکتا ہے، جس سے طویل طول موج کی روشنی کے جذب کی کارکردگی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ محققین نے گائیڈڈ موڈ ریزوننس ڈھانچے کے کلیدی پیرامیٹر ڈیزائن کو بہتر بنایا، بشمول مدت، مواد کی ساخت، اور فلنگ فیکٹر، سخت کپلڈ ویو تجزیہ (RCWA) طریقہ کے ذریعے۔ نتیجے کے طور پر، یہ آلہ اب بھی شارٹ ویو انفراریڈ بینڈ میں موثر جذب کو برقرار رکھتا ہے۔ InGaAs مواد کے فوائد سے فائدہ اٹھاتے ہوئے، محققین نے سبسٹریٹ ڈھانچے کے لحاظ سے سپیکٹرل ردعمل کو بھی دریافت کیا۔ جذب پرت کی موٹائی میں کمی EQE میں کمی کے ساتھ ہونی چاہئے۔
آخر میں، اس تحقیق نے کامیابی کے ساتھ ایک InGaAs ڈیٹیکٹر تیار کیا جس کی موٹائی صرف 0.98 مائکرو میٹر ہے، جو روایتی ڈھانچے سے 2.5 گنا زیادہ پتلی ہے۔ ایک ہی وقت میں، یہ 400-1700 nm طول موج کی حد میں 70٪ سے زیادہ کی کوانٹم کارکردگی کو برقرار رکھتا ہے۔ انتہائی پتلی InGaAs فوٹو ڈیٹیکٹر کی کامیابی اعلی ریزولوشن، کم شور والے وسیع اسپیکٹرم امیج سینسر کی ترقی کے لیے ایک نیا تکنیکی راستہ فراہم کرتی ہے۔ انتہائی پتلے ڈھانچے کے ڈیزائن کے ذریعہ لائے جانے والے تیز رفتار کیریئر ٹرانسپورٹ ٹائم سے الیکٹریکل کراسسٹالک کو نمایاں طور پر کم کرنے اور ڈیوائس کی ردعمل کی خصوصیات کو بہتر بنانے کی امید ہے۔ ایک ہی وقت میں، کم کردہ ڈیوائس کا ڈھانچہ سنگل چپ تھری ڈائمینشنل (M3D) انٹیگریشن ٹیکنالوجی کے لیے زیادہ موزوں ہے، جو کہ ہائی ڈینسٹی پکسل اریوں کو حاصل کرنے کی بنیاد رکھتا ہے۔
پوسٹ ٹائم: فروری-24-2026