نوې ټکنالوژي دپتلی سیلیکون فوتوډیټیکټر
د فوټون نیول جوړښتونه د رڼا جذب د لوړولو لپاره کارول کیږيد سیلیکون فوتوډیټیکټرونه
د فوټونیک سیسټمونه په ډیری راڅرګندیدونکو غوښتنلیکونو کې په چټکۍ سره شهرت ترلاسه کوي، پشمول د نظري اړیکو، liDAR سینسنګ، او طبي امیجنگ. په هرصورت، په راتلونکي انجینرۍ حلونو کې د فوټونیک پراخه منل د تولید لګښت پورې اړه لري.عکس کشف کونکي، کوم چې په پایله کې په لویه کچه د دې هدف لپاره کارول شوي سیمیکمډکټر ډول پورې اړه لري.
په دودیز ډول، سیلیکون (Si) د الکترونیکي صنعت کې تر ټولو عام سیمیکمډکټر و، تر دې چې ډیری صنعتونه د دې موادو شاوخوا وده کړې ده. له بده مرغه، Si د نورو سیمیکمډکټرونو لکه ګیلیم ارسنایډ (GaAs) په پرتله په نږدې انفراریډ (NIR) سپیکٹرم کې د رڼا جذب کولو نسبتاً کمزوری کوفیشینټ لري. له همدې امله، GaAs او اړوند الیاژونه په فوټونیک غوښتنلیکونو کې وده کوي مګر د ډیری برقیاتو په تولید کې کارول شوي دودیز تکمیلي فلزي آکسایډ سیمیکمډکټر (CMOS) پروسو سره مطابقت نلري. دا د دوی د تولید لګښتونو کې د چټک زیاتوالي لامل شو.
څیړونکو په سیلیکون کې د نږدې انفراریډ جذب د ډیرولو لپاره یوه لاره جوړه کړې ده، کوم چې کولی شي د لوړ فعالیت فوټونیک وسیلو کې د لګښت کمولو لامل شي، او د UC Davis څیړنیز ټیم د سیلیکون پتلو فلمونو کې د رڼا جذب د ډیر ښه کولو لپاره یوه نوې ستراتیژي پیلوي. په Advanced Photonics Nexus کې د دوی په وروستي مقاله کې، دوی د لومړي ځل لپاره د رڼا نیولو مایکرو - او نانو - سطحي جوړښتونو سره د سیلیکون پر بنسټ د فوتو ډیټیکټر تجربوي مظاهره ښیې، چې د GaAs او نورو III-V ګروپ سیمیکمډکټرونو سره د پرتلې وړ بې ساري فعالیت ښه والی ترلاسه کوي. فوټو ډیټیکټر د مایکرون - ضخامت سلنډر سیلیکون پلیټ څخه جوړ دی چې په انسولیټینګ سبسټریټ کې ځای په ځای شوی، د فلزي "ګوتې" سره د پلیټ په سر کې د تماس فلز څخه د ګوتو فورک فیشن کې غځول کیږي. په مهمه توګه، لومپي سیلیکون د دوراني نمونې کې تنظیم شوي ګردي سوري سره ډک شوی چې د فوټون نیولو ځایونو په توګه کار کوي. د وسیلې ټولیز جوړښت د دې لامل کیږي چې په نورمال ډول د پیښې رڼا نږدې 90 درجې ته وخوري کله چې دا سطح ته ورسیږي، دا اجازه ورکوي چې د Si الوتکې په اوږدو کې په اړخ کې خپریږي. دا جانبي تکثیر طریقې د رڼا د سفر اوږدوالی زیاتوي او په مؤثره توګه یې ورو کوي، چې د رڼا موادو سره د ډیرو تعاملاتو لامل کیږي او په دې توګه جذب زیاتوي.
څېړونکو د فوټون نیول جوړښتونو د اغیزو د ښه پوهیدو لپاره نظري سمولیشنونه او تیوریکي تحلیلونه هم ترسره کړل، او د دوی سره او پرته د فوتو ډیټیکټرونو پرتله کولو لپاره یې ډیری تجربې ترسره کړې. دوی وموندله چې د فوټون نیول د NIR سپیکٹرم کې د براډبنډ جذب موثریت کې د پام وړ پرمختګ لامل شوی، چې د 86٪ لوړوالي سره 68٪ څخه پورته پاتې شوی. دا د یادونې وړ ده چې په نږدې انفراریډ بانډ کې، د فوټون نیول فوټو ډیټیکټر د جذب ضخامت د عادي سیلیکون په پرتله څو ځله لوړ دی، د ګیلیم ارسنایډ څخه ډیر دی. سربیره پردې، که څه هم وړاندیز شوی ډیزاین د 1μm ضخامت سیلیکون پلیټونو لپاره دی، د 30 nm او 100 nm سیلیکون فلمونو سمولیشنونه چې د CMOS الکترونیکونو سره مطابقت لري ورته لوړ فعالیت ښیې.
په ټولیز ډول، د دې مطالعې پایلې د سیلیکون پر بنسټ د فوتوډیټیکټرونو د فعالیت ښه کولو لپاره د رامینځته کیدونکي فوټونیک غوښتنلیکونو کې د ښه کولو لپاره یوه هیله بښونکې ستراتیژي ښیې. لوړ جذب حتی په الټرا پتلي سیلیکون طبقو کې هم ترلاسه کیدی شي، او د سرکټ پرازیتي ظرفیت ټیټ ساتل کیدی شي، کوم چې د لوړ سرعت سیسټمونو کې خورا مهم دی. سربیره پردې، وړاندیز شوی میتود د عصري CMOS تولید پروسو سره مطابقت لري او له همدې امله د دودیزو سرکټونو کې د آپټو الیکترونیکونو مدغم کولو په لاره کې انقلاب راوستلو وړتیا لري. دا، په بدل کې، کولی شي د ارزانه الټرا فاسټ کمپیوټر شبکو او امیجنگ ټیکنالوژۍ کې د پام وړ کودونو لپاره لاره هواره کړي.
د پوسټ وخت: نومبر-۱۲-۲۰۲۴