برفانی تودہ فوٹو ڈیٹیکٹر کی تازہ ترین تحقیق

کی تازہ ترین تحقیقبرفانی تودہ فوٹو ڈیٹیکٹر

اورکت کا پتہ لگانے والی ٹیکنالوجی فوجی جاسوسی، ماحولیاتی نگرانی، طبی تشخیص اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔ روایتی اورکت پکڑنے والوں کی کارکردگی میں کچھ حدود ہوتی ہیں، جیسے پتہ لگانے کی حساسیت، ردعمل کی رفتار وغیرہ۔ InAs/InAsSb کلاس II سپرلاٹیس (T2SL) مواد میں بہترین فوٹو الیکٹرک خصوصیات اور ٹیون ایبلٹی ہوتی ہے، جو انہیں لانگ ویو انفراریڈ (LWIR) ڈیٹیکٹر کے لیے مثالی بناتی ہے۔ لانگ ویو انفراریڈ کا پتہ لگانے میں کمزور ردعمل کا مسئلہ ایک طویل عرصے سے تشویش کا باعث ہے، جو الیکٹرانک ڈیوائس ایپلی کیشنز کی وشوسنییتا کو بہت حد تک محدود کرتا ہے۔ اگرچہ برفانی تودے کا فوٹو ڈیٹیکٹر (اے پی ڈی فوٹو ڈیٹیکٹر) بہترین ردعمل کی کارکردگی ہے، یہ ضرب کے دوران زیادہ تاریک کرنٹ کا شکار ہوتا ہے۔

ان مسائل کو حل کرنے کے لیے، چین کی یونیورسٹی آف الیکٹرانک سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کی ایک ٹیم نے کامیابی کے ساتھ ایک اعلیٰ کارکردگی والی کلاس II سپر لیٹیس (T2SL) لمبی لہر والی انفراریڈ برفانی تودہ فوٹوڈیوڈ (APD) کو ڈیزائن کیا ہے۔ محققین نے تاریک کرنٹ کو کم کرنے کے لیے InAs/InAsSb T2SL جاذب پرت کی نچلی اوجر ری کمبینیشن ریٹ کا استعمال کیا۔ ایک ہی وقت میں، کم k ویلیو کے ساتھ AlAsSb کو کافی فائدہ کو برقرار رکھتے ہوئے ڈیوائس کے شور کو دبانے کے لیے ملٹی پلیئر پرت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ ڈیزائن لانگ ویو انفراریڈ ڈیٹیکشن ٹیکنالوجی کی ترقی کو فروغ دینے کے لیے ایک امید افزا حل فراہم کرتا ہے۔ ڈٹیکٹر مرحلہ وار ڈیزائن کو اپناتا ہے، اور InAs اور InAsSb کے مرکب تناسب کو ایڈجسٹ کرنے سے، بینڈ کی ساخت کی ہموار منتقلی ہوتی ہے، اور ڈیٹیکٹر کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔ مواد کے انتخاب اور تیاری کے عمل کے لحاظ سے، یہ مطالعہ InAs/InAsSb T2SL مواد کی نشوونما کے طریقہ کار اور عمل کے پیرامیٹرز کو تفصیل سے بیان کرتا ہے جو ڈیٹیکٹر کی تیاری کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ InAs/InAsSb T2SL کی ساخت اور موٹائی کا تعین کرنا ضروری ہے اور تناؤ کے توازن کو حاصل کرنے کے لیے پیرامیٹر ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت ہے۔ لانگ ویو انفراریڈ ڈٹیکشن کے تناظر میں، InAs/GaSb T2SL جیسی کٹ آف ویو لینتھ حاصل کرنے کے لیے، ایک موٹا InAs/InAsSb T2SL سنگل پیریڈ درکار ہے۔ تاہم، موٹی مونو سائیکل کے نتیجے میں نمو کی سمت میں جذب کے گتانک میں کمی اور T2SL میں سوراخوں کے موثر بڑے پیمانے پر اضافہ ہوتا ہے۔ یہ پایا گیا ہے کہ Sb جزو کو شامل کرنے سے واحد مدت کی موٹائی میں نمایاں اضافہ کیے بغیر طویل کٹ آف طول موج حاصل کی جا سکتی ہے۔ تاہم، ضرورت سے زیادہ Sb مرکب Sb عناصر کی علیحدگی کا باعث بن سکتا ہے۔

لہذا، Sb گروپ 0.5 کے ساتھ InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL کو APD کی فعال پرت کے طور پر منتخب کیا گیا تھا۔فوٹو ڈیٹیکٹر. InAs/InAsSb T2SL بنیادی طور پر GaSb سبسٹریٹس پر اگتا ہے، اس لیے تناؤ کے انتظام میں GaSb کے کردار پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ بنیادی طور پر، تناؤ کے توازن کو حاصل کرنے میں ایک مدت کے لیے ایک سپرلیٹیس کے اوسط جالی مستقل کو سبسٹریٹ کے جالی مستقل سے موازنہ کرنا شامل ہے۔ عام طور پر، InAs میں تناؤ کی تلافی InAsSb کے متعارف کرائے گئے کمپریسیو تناؤ سے ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں InAsSb پرت سے زیادہ موٹی InAs پرت ہوتی ہے۔ اس مطالعے نے برفانی تودے کے فوٹو ڈیٹیکٹر کی فوٹو الیکٹرک ردعمل کی خصوصیات کی پیمائش کی، بشمول سپیکٹرل ردعمل، تاریک کرنٹ، شور، وغیرہ، اور قدمی والے گریڈینٹ پرت کے ڈیزائن کی تاثیر کی تصدیق کی۔ برفانی تودہ فوٹو ڈیٹیکٹر کے برفانی تودے کے ضرب اثر کا تجزیہ کیا جاتا ہے، اور ضرب کے عنصر اور واقعے کی روشنی کی طاقت، درجہ حرارت اور دیگر پیرامیٹرز کے درمیان تعلق پر تبادلہ خیال کیا جاتا ہے۔

انجیر۔ (A) InAs/InAsSb لانگ ویو انفراریڈ APD فوٹو ڈیٹیکٹر کا اسکیمیٹک خاکہ؛ (B) اے پی ڈی فوٹو ڈیٹیکٹر کی ہر پرت پر الیکٹرک فیلڈز کا اسکیمیٹک ڈایاگرام۔