Theknoloji e ncha easesebelisoa se senyenyane sa ho lemoha foto sa silicon
Meaho ea ho hapa photon e sebelisoa ho ntlafatsa ho monngoa ha leseli ka har'a lesela le lesesaane.li-photodetector tsa silicon
Mekhoa ea photonic e ntse e hohela ka potlako lits'ebetsong tse ngata tse ntseng li hlaha, ho kenyeletsoa puisano ea mahlo, ho lemoha ha liDAR, le ho nka litšoantšo tsa bongaka. Leha ho le joalo, ho amoheloa ho pharaletseng ha photonics litharollong tsa boenjiniere tsa nakong e tlang ho itšetlehile ka litšenyehelo tsa tlhahiso.li-photodetectors, e leng se itshetlehileng haholo ka mofuta wa semiconductor e sebediswang bakeng sa morero oo.
Ka setso, silicon (Si) e bile semiconductor se tsebahalang haholo indastering ea lisebelisoa tsa elektroniki, hoo liindasteri tse ngata li seng li holile ho potoloha thepa ena. Ka bomalimabe, Si e na le coefficient e fokolang ea ho monya leseli ho spectrum ea near infrared (NIR) ha e bapisoa le li-semiconductor tse ling tse kang gallium arsenide (GaAs). Ka lebaka lena, GaAs le li-alloy tse amanang le eona li atleha lits'ebetsong tsa photonic empa ha li tsamaisane le lits'ebetso tsa setso tsa complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) tse sebelisoang tlhahisong ea lisebelisoa tse ngata tsa elektroniki. Sena se lebisitse keketsehong e kholo ea litšenyehelo tsa tsona tsa tlhahiso.
Bafuputsi ba qapile mokhoa oa ho ntlafatsa haholo ho monngoa ha silicon haufi le infrared, e leng se ka lebisang phokotsong ea litšenyehelo lisebelisoa tsa photonic tse sebetsang hantle, 'me sehlopha sa lipatlisiso sa UC Davis se qala leano le lecha la ho ntlafatsa haholo ho monngoa ha leseli lifiliming tse tšesaane tsa silicon. Pampiring ea bona ea morao-rao ho Advanced Photonics Nexus, ba bontša ka lekhetlo la pele pontšo ea liteko ea photodetector e thehiloeng ho silicon e nang le meaho e menyenyane le ea nano-surface e hapang leseli, e fihlellang lintlafatso tsa ts'ebetso tse sa tloaelehang tse tšoanang le tsa GaAs le li-semiconductor tse ling tsa sehlopha sa III-V. Photodetector e na le poleiti ea silicon e nang le cylindrical e teteaneng ea micron e behiloeng holim'a substrate e sireletsang mocheso, ka "menwana" ea tšepe e atolohang ka mokhoa oa fereko ea menoana ho tloha tšepeng e hokahaneng holimo ho poleiti. Habohlokoa, silicon e nang le maqhutsu e tletse masoba a chitja a hlophisitsoeng ka mokhoa oa nako le nako a sebetsang e le libaka tsa ho hapa photon. Sebopeho se akaretsang sa sesebelisoa se etsa hore leseli le tloaelehileng le hlahelle le kobehe hoo e ka bang 90° ha le fihla holim'a metsi, e leng se lumellang ho ata ka lehlakoreng le leng sefofaneng sa Si. Mekhoa ena ea ho ikatisa ka mahlakoreng e eketsa bolelele ba leeto la leseli 'me e le liehisa ka katleho, e leng se lebisang likamanong tse ngata tsa leseli le lintho tse ling 'me ka hona e eketsa ho monngoa ha leseli.
Bafuputsi ba boetse ba entse diketsiso tsa optical le ditshekatsheko tsa thuto ho utlwisisa haholwanyane ditlamorao tsa dibopeho tsa ho hapa photon, mme ba entse diteko tse mmalwa ho bapisa di-photodetector tse nang le tsona le tse se nang tsona. Ba fumane hore ho hapa photon ho lebisitse ntlafatsong e kgolo bokgoning ba ho monya broadband ho spectrum ya NIR, ba dula ba le ka hodimo ho 68% ka tlhoro ya 86%. Ho bohlokwa ho hlokomela hore sehlopheng se haufi sa infrared, coefficient ya ho monya photodetector ya ho hapa photon e phahame ka makgetlo a mmalwa ho feta ya silicon e tlwaelehileng, e feta gallium arsenide. Ho phaella moo, le hoja moralo o sisintsweng e le wa dipoleiti tsa silicon tse teteaneng tsa 1μm, diketsiso tsa difilimi tsa silicon tsa 30 nm le 100 nm tse tsamaellanang le di-electronics tsa CMOS di bontsha tshebetso e ntlafetseng e tshwanang.
Ka kakaretso, liphetho tsa phuputso ena li bonts'a leano le tšepisang la ho ntlafatsa ts'ebetso ea li-photodetector tse thehiloeng ho silicon lits'ebetsong tse ntseng li hlaha tsa photonics. Ho monngoa ho hoholo ho ka finyelloa esita le ka har'a likarolo tse tšesaane haholo tsa silicon, 'me bokhoni ba parasitic ba potoloho bo ka bolokoa bo le tlase, e leng ntho ea bohlokoa lits'ebetsong tse potlakileng haholo. Ho phaella moo, mokhoa o sisintsoeng o lumellana le lits'ebetso tsa sejoale-joale tsa tlhahiso ea CMOS 'me ka hona o na le monyetla oa ho fetola tsela eo li-optoelectronics li kopantsoeng ka eona lipotolohong tsa setso. Sena, le sona, se ka bula tsela bakeng sa keketseho e kholo marang-rang a likhomphutha a potlakileng haholo le theknoloji ea litšoantšo.
Nako ea poso: Pulungoana-12-2024