InGaAs ફોટોડિટેક્ટર દ્વારા હાઇ સ્પીડ ફોટોડિટેક્ટર રજૂ કરવામાં આવ્યા છે

દ્વારા હાઇ સ્પીડ ફોટોડિટેક્ટર રજૂ કરવામાં આવ્યા છેInGaAs ફોટોડિટેક્ટર

હાઇ-સ્પીડ ફોટોડિટેક્ટરઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશનના ક્ષેત્રમાં મુખ્યત્વે III-V InGaAs ફોટોડિટેક્ટર અને IV ફુલ Si અને Ge/નો સમાવેશ થાય છે.સી ફોટોડિટેક્ટર. પહેલાનું પરંપરાગત નજીકના ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટર છે, જે લાંબા સમયથી પ્રભુત્વ ધરાવે છે, જ્યારે બાદમાં ઉભરતા સ્ટાર બનવા માટે સિલિકોન ઓપ્ટિકલ ટેક્નોલોજી પર આધાર રાખે છે, અને તાજેતરના વર્ષોમાં આંતરરાષ્ટ્રીય ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક સંશોધન ક્ષેત્રે એક હોટ સ્પોટ છે. વધુમાં, પેરોવસ્કાઈટ, ઓર્ગેનિક અને દ્વિ-પરિમાણીય સામગ્રી પર આધારિત નવા ડિટેક્ટર્સ સરળ પ્રક્રિયા, સારી લવચીકતા અને ટ્યુનેબલ ગુણધર્મોના ફાયદાને કારણે ઝડપથી વિકાસ કરી રહ્યા છે. આ નવા ડિટેક્ટર અને પરંપરાગત અકાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટર વચ્ચે ભૌતિક ગુણધર્મો અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં નોંધપાત્ર તફાવત છે. પેરોવસ્કાઇટ ડિટેક્ટર્સ પાસે ઉત્તમ પ્રકાશ શોષણ લાક્ષણિકતાઓ અને કાર્યક્ષમ ચાર્જ પરિવહન ક્ષમતા છે, કાર્બનિક સામગ્રી ડિટેક્ટરનો ઉપયોગ તેમની ઓછી કિંમત અને લવચીક ઇલેક્ટ્રોન માટે વ્યાપકપણે થાય છે, અને દ્વિ-પરિમાણીય સામગ્રી ડિટેક્ટરોએ તેમના અનન્ય ભૌતિક ગુણધર્મો અને ઉચ્ચ વાહક ગતિશીલતાને કારણે ખૂબ ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે. જો કે, InGaAs અને Si/Ge ડિટેક્ટરની સરખામણીમાં, નવા ડિટેક્ટરને હજુ પણ લાંબા ગાળાની સ્થિરતા, ઉત્પાદન પરિપક્વતા અને એકીકરણના સંદર્ભમાં સુધારવાની જરૂર છે.

InGaAs એ હાઇ સ્પીડ અને હાઇ રિસ્પોન્સ ફોટોડિટેક્ટરને સાકાર કરવા માટે એક આદર્શ સામગ્રી છે. સૌ પ્રથમ, InGaAs એ ડાયરેક્ટ બેન્ડગેપ સેમિકન્ડક્ટર મટીરીયલ છે, અને તેની બેન્ડગેપ પહોળાઈ વિવિધ તરંગલંબાઈના ઓપ્ટિકલ સિગ્નલોની શોધ હાંસલ કરવા માટે In અને Ga વચ્ચેના ગુણોત્તર દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે. તેમાંથી, In0.53Ga0.47As સંપૂર્ણપણે InP ના સબસ્ટ્રેટ જાળી સાથે મેળ ખાય છે, અને ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન બેન્ડમાં વિશાળ પ્રકાશ શોષણ ગુણાંક ધરાવે છે, જે તેની તૈયારીમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.ફોટોડિટેક્ટર, અને ડાર્ક વર્તમાન અને પ્રતિભાવ પ્રદર્શન પણ શ્રેષ્ઠ છે. બીજું, InGaAs અને InP સામગ્રી બંનેમાં ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોન ડ્રિફ્ટ વેગ હોય છે, અને તેમની સંતૃપ્ત ઇલેક્ટ્રોન ડ્રિફ્ટ વેગ લગભગ 1×107 cm/s છે. તે જ સમયે, InGaAs અને InP સામગ્રીઓ ચોક્કસ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ હેઠળ ઇલેક્ટ્રોન વેગ ઓવરશૂટ અસર ધરાવે છે. ઓવરશૂટ વેગને 4×107cm/s અને 6×107cm/sમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જે મોટા વાહક સમય-મર્યાદિત બેન્ડવિડ્થને સાકાર કરવા માટે અનુકૂળ છે. હાલમાં, InGaAs ફોટોડિટેક્ટર એ ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન માટે સૌથી મુખ્યપ્રવાહના ફોટોડિટેક્ટર છે, અને સપાટીની ઘટનાઓ જોડવાની પદ્ધતિનો મોટાભાગે બજારમાં ઉપયોગ થાય છે, અને 25 Gbaud/s અને 56 Gbaud/s સપાટીની ઘટના શોધનાર પ્રોડક્ટ્સ સાકાર કરવામાં આવી છે. નાના કદ, પીઠની ઘટનાઓ અને મોટા બેન્ડવિડ્થ સપાટી ઘટના ડિટેક્ટર પણ વિકસાવવામાં આવ્યા છે, જે મુખ્યત્વે હાઇ સ્પીડ અને ઉચ્ચ સંતૃપ્તિ કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય છે. જો કે, સપાટીની ઘટનાની તપાસ તેના કપલિંગ મોડ દ્વારા મર્યાદિત છે અને અન્ય ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો સાથે સંકલન કરવું મુશ્કેલ છે. તેથી, ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક એકીકરણ આવશ્યકતાઓમાં સુધારણા સાથે, ઉત્કૃષ્ટ પ્રદર્શન અને એકીકરણ માટે યોગ્ય સાથે વેવગાઈડ જોડી InGaAs ફોટોડિટેક્ટરો ધીમે ધીમે સંશોધનનું કેન્દ્ર બન્યા છે, જેમાંથી કોમર્શિયલ 70 GHz અને 110 GHz InGaAs ફોટોપ્રોબ મોડ્યુલો લગભગ તમામ વેવગાઈડ કમ્પલ્ડ સ્ટ્રક્ચરનો ઉપયોગ કરે છે. વિવિધ સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીઓ અનુસાર, વેવગાઈડ કપ્લીંગ InGaAs ફોટોઈલેક્ટ્રીક પ્રોબને બે કેટેગરીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: InP અને Si. InP સબસ્ટ્રેટ પર એપિટેક્સિયલ સામગ્રી ઉચ્ચ ગુણવત્તા ધરાવે છે અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઉપકરણોની તૈયારી માટે વધુ યોગ્ય છે. જો કે, III-V મટિરિયલ્સ, InGaAs મટિરિયલ્સ અને Si સબસ્ટ્રેટ્સ પર ઉગાડવામાં આવેલા અથવા બંધાયેલા Si સબસ્ટ્રેટ્સ વચ્ચેની વિવિધ અસંગતતાઓ પ્રમાણમાં નબળી સામગ્રી અથવા ઇન્ટરફેસ ગુણવત્તા તરફ દોરી જાય છે, અને ઉપકરણના પ્રદર્શનમાં હજુ પણ સુધારણા માટે મોટી જગ્યા છે.