InGaAs فوٹو ڈیٹیکٹر کی تحقیقی پیشرفت

کی تحقیقی پیشرفتInGaAs فوٹو ڈیٹیکٹر

کمیونیکیشن ڈیٹا ٹرانسمیشن والیوم کی تیزی سے ترقی کے ساتھ، آپٹیکل انٹر کنکشن ٹیکنالوجی نے روایتی الیکٹریکل انٹر کنکشن ٹیکنالوجی کی جگہ لے لی ہے اور یہ درمیانے اور طویل فاصلے کی کم نقصان والی تیز رفتار ٹرانسمیشن کے لیے مرکزی دھارے کی ٹیکنالوجی بن گئی ہے۔ آپٹیکل وصول کرنے والے اختتام کے بنیادی جزو کے طور پر،فوٹو ڈیٹیکٹراس کی تیز رفتار کارکردگی کے لیے تیزی سے زیادہ تقاضے ہیں۔ ان میں، ویو گائیڈ کپلڈ فوٹو ڈیٹیکٹر سائز میں چھوٹا، بینڈوتھ میں زیادہ، اور دوسرے آپٹو الیکٹرانک آلات کے ساتھ آن چپ کو مربوط کرنا آسان ہے، جو کہ تیز رفتار فوٹو ڈیٹیکشن کا تحقیقی مرکز ہے۔ اور قریب اورکت مواصلاتی بینڈ میں سب سے زیادہ نمائندہ فوٹو ڈیٹیکٹر ہیں۔

InGaAs تیز رفتاری حاصل کرنے کے لیے مثالی مواد میں سے ایک ہے۔اعلی جوابی فوٹو ڈیٹیکٹر. سب سے پہلے، InGaAs ایک براہ راست بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر مواد ہے، اور اس کے بینڈ گیپ کی چوڑائی کو In اور Ga کے درمیان تناسب سے ریگولیٹ کیا جا سکتا ہے، جس سے مختلف طول موجوں کے آپٹیکل سگنلز کا پتہ لگانے میں مدد ملتی ہے۔ ان میں سے، In0.53Ga0.47As مکمل طور پر InP سبسٹریٹ جالی کے ساتھ مماثل ہے اور آپٹیکل کمیونیکیشن بینڈ میں روشنی جذب کرنے کا گتانک بہت زیادہ ہے۔ یہ فوٹو ڈیٹیکٹر کی تیاری میں سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے اور اس میں انتہائی شاندار تاریک کرنٹ اور ذمہ داری کی کارکردگی بھی ہے۔ دوم، دونوں InGaAs اور InP مواد میں نسبتاً زیادہ الیکٹران ڈرفٹ کی رفتار ہوتی ہے، ان کے سیر شدہ الیکٹران کے بڑھے ہوئے رفتار دونوں تقریباً 1×107cm/s ہوتے ہیں۔ دریں اثنا، مخصوص الیکٹرک فیلڈز کے تحت، InGaAs اور InP مواد الیکٹران کی رفتار کے اوور شوٹ اثرات کو ظاہر کرتے ہیں، ان کی اوور شوٹ کی رفتار بالترتیب 4×107cm/s اور 6×107cm/s تک پہنچ جاتی ہے۔ یہ زیادہ کراسنگ بینڈوڈتھ حاصل کرنے کے لیے موزوں ہے۔ فی الحال، InGaAs فوٹو ڈیٹیکٹر آپٹیکل کمیونیکیشن کے لیے سب سے مرکزی دھارے کے فوٹو ڈیٹیکٹر ہیں۔ چھوٹے سائز کے، بیک واقعے، اور ہائی بینڈوڈتھ سطح کے واقعے کا پتہ لگانے والے بھی تیار کیے گئے ہیں، جو بنیادی طور پر تیز رفتار اور ہائی سیچوریشن جیسی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں۔

تاہم، ان کے جوڑنے کے طریقوں کی حدود کی وجہ سے، سطح کے واقعے کا پتہ لگانے والوں کو دوسرے آپٹو الیکٹرانک آلات کے ساتھ ضم کرنا مشکل ہے۔ لہذا، آپٹو الیکٹرانک انضمام کی بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ، بہترین کارکردگی اور انضمام کے لیے موزوں کے ساتھ ویو گائیڈ جوڑے InGaAs فوٹو ڈیٹیکٹر آہستہ آہستہ تحقیق کا مرکز بن گئے ہیں۔ ان میں، 70GHz اور 110GHz کے کمرشل InGaAs فوٹو ڈیٹیکٹر ماڈیول تقریباً سبھی ویو گائیڈ کپلنگ ڈھانچے کو اپناتے ہیں۔ سبسٹریٹ مواد میں فرق کے مطابق، ویو گائیڈ جوڑے InGaAs فوٹو ڈیٹیکٹرز کو بنیادی طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: INP-based اور Si-based۔ InP سبسٹریٹس پر میٹریل ایپیٹیکسیل اعلیٰ معیار کا ہے اور اعلیٰ کارکردگی والے آلات کی تیاری کے لیے زیادہ موزوں ہے۔ تاہم، III-V گروپ کے مواد کے لیے جو Si سبسٹریٹس پر اگائے گئے یا بندھے ہوئے ہیں، InGaAs مواد اور Si سبسٹریٹس کے درمیان مختلف مماثلتوں کی وجہ سے، مواد یا انٹرفیس کا معیار نسبتاً خراب ہے، اور آلات کی کارکردگی میں بہتری کے لیے ابھی بھی کافی گنجائش موجود ہے۔

ڈیوائس ڈیپلیشن ریجن میٹریل کے طور پر InP کی بجائے InGaAsP استعمال کرتی ہے۔ اگرچہ یہ الیکٹرانوں کی سنترپتی بڑھنے کی رفتار کو ایک خاص حد تک کم کرتا ہے، لیکن یہ ویو گائیڈ سے جذب ہونے والے علاقے میں واقعہ روشنی کے جوڑے کو بہتر بناتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، InGaAsP N قسم کی رابطہ پرت کو ہٹا دیا جاتا ہے، اور P-قسم کی سطح کے ہر طرف ایک چھوٹا سا خلا بن جاتا ہے، جس سے روشنی کے میدان میں رکاوٹ کو مؤثر طریقے سے بڑھایا جاتا ہے۔ یہ ایک اعلی ذمہ داری حاصل کرنے کے آلے کے لئے سازگار ہے.