د پتلی سیلیکون فوتوډیکټور نوې ټیکنالوژي

د نوې ټیکنالوژۍپتلی سیلیکون photodetector
د فوټون کیپچر جوړښتونه په پتلی کې د رڼا جذبولو لپاره کارول کیږيد سیلیکون عکس کشف کونکي
د فوټونک سیسټمونه په ډیری راڅرګندیدونکي غوښتنلیکونو کې په چټکۍ سره کرشن ترلاسه کوي ، پشمول د نظری مخابراتو ، liDAR سینسنګ ، او طبي امیجنگ. په هرصورت ، په راتلونکي انجینري حلونو کې د فوټونیک پراخه منل د تولید لګښت پورې اړه لريعکس کشف کونکي، کوم چې په پایله کې په پراخه کچه د سیمیکمډکټر ډول پورې اړه لري چې د دې هدف لپاره کارول کیږي.
په دودیز ډول ، سیلیکون (Si) د بریښنایی صنعت کې ترټولو پراخه سیمیکمډکټر و ، دومره ډیر چې ډیری صنعتونه د دې موادو شاوخوا بالغ شوي. له بده مرغه، Si د نږدې انفراریډ (NIR) سپیکٹرم کې د نورو سیمیکمډکټرونو لکه ګیلیم ارسنایډ (GaAs) په پرتله نسبتا ضعیف ر lightا جذب کوفیت لري. د دې له امله، GaAs او اړونده الیاژ په فوټونک غوښتنلیکونو کې وده کوي مګر د دودیز تکمیلي فلزي آکسایډ سیمیکمډکټر (CMOS) پروسو سره مطابقت نلري چې د ډیری بریښنایی تولیداتو کې کارول کیږي. دا د دوی د تولید لګښتونو کې د چټک زیاتوالي لامل شوی.
څیړونکو په سیلیکون کې د نږدې انفراریډ جذب خورا لوړولو لپاره یوه لاره جوړه کړې ، کوم چې کولی شي د لوړ فعالیت فوټونک وسیلو کې د لګښت کمولو لامل شي ، او د UC ډیویس څیړنې ټیم د سلیکون پتلی فلمونو کې د ر lightا جذب خورا ښه کولو لپاره نوې ستراتیژي پرمخ وړي. د دوی په وروستي مقاله کې په پرمختللي فوټونیکس Nexus کې، دوی د لومړي ځل لپاره د سیلیکون پر بنسټ د فوتوډیټیکر تجربه نندارې ته وړاندې کوي چې د رڼا اخیستلو مایکرو - او نانو سطحي جوړښتونو سره، د GaAs او نورو III-V ګروپ سیمیکمډکټرونو په پرتله د بې ساري فعالیت پرمختګونه ترلاسه کوي. . د فوتوډیټیکټر د مایکرون ضخامت سلنډر سیلیکون پلیټ څخه جوړ دی چې د انسولیټ سبسټریټ کې ایښودل شوی ، د فلزي "ګوتو" سره د پلیټ په پورتنۍ برخه کې د تماس فلزي څخه د ګوتو فورک فیشن کې غزیدلی. په مهمه توګه، لومپی سیلیکون د سرکلر سوراخونو څخه ډک شوی چې په دوراني بڼه ترتیب شوي چې د فوټون د نیولو سایټونو په توګه عمل کوي. د وسیلې ټولیز جوړښت د دې لامل کیږي چې په نورمال ډول د پیښې ر lightا نږدې 90 ° ته راښکته شي کله چې دا سطح ته ننوځي ، دا اجازه ورکوي چې د سی الوتکې په اوږدو کې ورو ورو خپریږي. دا ورو ورو د تکثیر طریقې د رڼا سفر اوږدوالی زیاتوي او په مؤثره توګه یې ورو کوي، چې د رڼا موادو تعاملاتو المل کیږي او په دې توګه جذب زیاتوي.
څیړونکو د فوټون کیپچر جوړښتونو اغیزو ښه پوهیدو لپاره نظری سمولیشنونه او تیوریکي تحلیلونه هم ترسره کړل، او ډیری تجربې یې ترسره کړې چې د فوتوډیټیکټرونو سره او پرته له دوی سره پرتله کوي. دوی وموندل چې د فوټون نیول د NIR سپیکٹرم کې د براډبنډ جذب موثریت کې د پام وړ پرمختګ لامل شوی ، د 86٪ لوړوالي سره له 68٪ څخه پورته پاتې شوی. دا د یادولو وړ ده چې په نږدې انفراریډ بانډ کې د فوټون کیپچر فوټوډیټیکټر جذب کوفییفیټ 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 سمولونه چې د CMOS برقیاتو سره مطابقت لري ورته ښه فعالیت ښیې.
په ټولیز ډول، د دې مطالعې پایلې د راڅرګندیدونکي فوټونیک غوښتنلیکونو کې د سیلیکون پراساس فوتوډیکټورونو فعالیت ښه کولو لپاره ژمنې ستراتیژي ښیې. لوړ جذب حتی د الټرا پتلی سیلیکون پرتونو کې هم ترلاسه کیدی شي، او د سرکټ پرازیتیک ظرفیت ټیټ ساتل کیدی شي، کوم چې په تیز رفتار سیسټمونو کې مهم دی. سربیره پردې، وړاندیز شوی میتود د عصري CMOS تولیدي پروسو سره مطابقت لري او له همدې امله د دې وړتیا لري چې په دودیز سرکټونو کې د آپټو الیکټرونیکونو مدغم کولو لارې کې انقلاب راولي. دا، په بدل کې، کولی شي د ارزانه الټرا فاسټ کمپیوټر شبکې او امیجنگ ټیکنالوژۍ کې د پام وړ چټکتیا لپاره لاره هواره کړي.