InGaAs ఫోటోడిటెక్టర్‌ను పరిచయం చేయండి

పరిచయం చేయండిInGaAs ఫోటోడిటెక్టర్

అధిక-ప్రతిస్పందనను సాధించడానికి InGaAs అనువైన పదార్థాలలో ఒకటి మరియుహై-స్పీడ్ ఫోటోడిటెక్టర్. ముందుగా, InGaAs అనేది ఒక ప్రత్యక్ష బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ పదార్థం, మరియు దాని బ్యాండ్‌గ్యాప్ వెడల్పును In మరియు Ga మధ్య నిష్పత్తి ద్వారా నియంత్రించవచ్చు, ఇది వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాల ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లను గుర్తించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. వాటిలో, In0.53Ga0.47As అనేది InP సబ్‌స్ట్రేట్ లాటిస్‌తో సంపూర్ణంగా సరిపోలుతుంది మరియు ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ బ్యాండ్‌లో చాలా ఎక్కువ కాంతి శోషణ గుణకాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది తయారీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుందిఫోటోడిటెక్టర్మరియు అత్యంత అత్యుత్తమ డార్క్ కరెంట్ మరియు ప్రతిస్పందనాత్మక పనితీరును కూడా కలిగి ఉంది. రెండవది, InGaAs మరియు InP పదార్థాలు రెండూ సాపేక్షంగా అధిక ఎలక్ట్రాన్ డ్రిఫ్ట్ వేగాలను కలిగి ఉంటాయి, వాటి సంతృప్త ఎలక్ట్రాన్ డ్రిఫ్ట్ వేగాలు రెండూ సుమారు 1×107cm/s. అదే సమయంలో, నిర్దిష్ట విద్యుత్ క్షేత్రాల కింద, InGaAs మరియు InP పదార్థాలు ఎలక్ట్రాన్ వేగం ఓవర్‌షూట్ ప్రభావాలను ప్రదర్శిస్తాయి, వాటి ఓవర్‌షూట్ వేగాలు వరుసగా 4×107cm/s మరియు 6×107cm/sకి చేరుకుంటాయి. ఇది అధిక క్రాసింగ్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను సాధించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ప్రస్తుతం, InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్లు ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ కోసం అత్యంత ప్రధాన స్రవంతి ఫోటోడెటెక్టర్. మార్కెట్లో, ఉపరితల-సంఘటన కలపడం పద్ధతి సర్వసాధారణం. 25 Gaud/s మరియు 56 Gaud/s కలిగిన ఉపరితల-సంఘటన డిటెక్టర్ ఉత్పత్తులను ఇప్పటికే భారీగా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. చిన్న-పరిమాణ, బ్యాక్-సంఘటన మరియు అధిక-బ్యాండ్‌విడ్త్ ఉపరితల-సంఘటన డిటెక్టర్‌లను కూడా అభివృద్ధి చేశారు, ప్రధానంగా అధిక వేగం మరియు అధిక సంతృప్తత వంటి అనువర్తనాల కోసం. అయితే, వాటి కలపడం పద్ధతుల పరిమితుల కారణంగా, ఉపరితల సంఘటన డిటెక్టర్లు ఇతర ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో అనుసంధానించడం కష్టం. అందువల్ల, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ఇంటిగ్రేషన్ కోసం పెరుగుతున్న డిమాండ్‌తో, అద్భుతమైన పనితీరు మరియు ఇంటిగ్రేషన్‌కు అనువైన వేవ్‌గైడ్ కపుల్డ్ InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్‌లు క్రమంగా పరిశోధన యొక్క కేంద్రంగా మారాయి. వాటిలో, 70GHz మరియు 110GHz యొక్క వాణిజ్య InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్ మాడ్యూల్స్ దాదాపు అన్నీ వేవ్‌గైడ్ కపుల్ నిర్మాణాలను స్వీకరిస్తాయి. సబ్‌స్ట్రేట్ పదార్థాలలోని వ్యత్యాసం ప్రకారం, వేవ్‌గైడ్ కపుల్డ్ InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్‌లను ప్రధానంగా రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు: INP-ఆధారిత మరియు Si-ఆధారిత. InP సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై ఉన్న మెటీరియల్ ఎపిటాక్సియల్ అధిక నాణ్యతను కలిగి ఉంటుంది మరియు అధిక-పనితీరు గల పరికరాల తయారీకి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది. అయితే, Si సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై పెరిగిన లేదా బంధించబడిన III-V గ్రూప్ మెటీరియల్‌లకు, InGaAs మెటీరియల్స్ మరియు Si సబ్‌స్ట్రేట్‌ల మధ్య వివిధ అసమతుల్యతల కారణంగా, మెటీరియల్ లేదా ఇంటర్‌ఫేస్ నాణ్యత సాపేక్షంగా పేలవంగా ఉంది మరియు పరికరాల పనితీరులో మెరుగుదలకు ఇప్పటికీ గణనీయమైన స్థలం ఉంది.

వివిధ అప్లికేషన్ వాతావరణాలలో, ముఖ్యంగా తీవ్రమైన పరిస్థితులలో, ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క స్థిరత్వం కూడా ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో కీలకమైన అంశాలలో ఒకటి. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, పెరోవ్‌స్కైట్, ఆర్గానిక్ మరియు టూ-డైమెన్షనల్ మెటీరియల్స్ వంటి కొత్త రకాల డిటెక్టర్లు, చాలా దృష్టిని ఆకర్షించాయి, దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం పరంగా ఇప్పటికీ అనేక సవాళ్లను ఎదుర్కొంటున్నాయి ఎందుకంటే పదార్థాలు పర్యావరణ కారకాలచే సులభంగా ప్రభావితమవుతాయి. ఇంతలో, కొత్త పదార్థాల ఏకీకరణ ప్రక్రియ ఇంకా పరిణతి చెందలేదు మరియు పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తి మరియు పనితీరు స్థిరత్వం కోసం మరింత అన్వేషణ ఇంకా అవసరం.

ఇండక్టర్ల పరిచయం ప్రస్తుతం పరికరాల బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను సమర్థవంతంగా పెంచగలిగినప్పటికీ, డిజిటల్ ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లలో ఇది ప్రజాదరణ పొందలేదు. అందువల్ల, పరికరం యొక్క పరాన్నజీవి RC పారామితులను మరింత తగ్గించడానికి ప్రతికూల ప్రభావాలను ఎలా నివారించాలి అనేది హై-స్పీడ్ ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క పరిశోధన దిశలలో ఒకటి. రెండవది, వేవ్‌గైడ్ కపుల్డ్ ఫోటోడెటెక్టర్‌ల బ్యాండ్‌విడ్త్ పెరుగుతూనే ఉన్నందున, బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు ప్రతిస్పందనాత్మకత మధ్య పరిమితి మళ్లీ ఉద్భవించడం ప్రారంభమవుతుంది. 200GHz కంటే ఎక్కువ 3dB బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో Ge/Si ఫోటోడెటెక్టర్లు మరియు InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్ నివేదించబడినప్పటికీ, వాటి ప్రతిస్పందనలు సంతృప్తికరంగా లేవు. మంచి ప్రతిస్పందనాత్మకతను కొనసాగిస్తూ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను ఎలా పెంచాలి అనేది ఒక ముఖ్యమైన పరిశోధన అంశం, దీనికి కొత్త ప్రక్రియ-అనుకూల పదార్థాలు (అధిక చలనశీలత మరియు అధిక శోషణ గుణకం) లేదా నవల హై-స్పీడ్ పరికర నిర్మాణాలను ప్రవేశపెట్టడం అవసరం కావచ్చు. అదనంగా, పరికర బ్యాండ్‌విడ్త్ పెరిగేకొద్దీ, మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్ లింక్‌లలో డిటెక్టర్ల అప్లికేషన్ దృశ్యాలు క్రమంగా పెరుగుతాయి. ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్‌లో చిన్న ఆప్టికల్ పవర్ ఇన్సిడెన్స్ మరియు హై-సెన్సిటివిటీ డిటెక్షన్ లాగా కాకుండా, ఈ దృశ్యం, అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ ఆధారంగా, అధిక-శక్తి ఇన్సిడెన్స్ కోసం అధిక సంతృప్త శక్తి డిమాండ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. అయితే, అధిక-బ్యాండ్‌విడ్త్ పరికరాలు సాధారణంగా చిన్న-పరిమాణ నిర్మాణాలను అవలంబిస్తాయి, కాబట్టి అధిక-వేగం మరియు అధిక-సంతృప్త-శక్తి ఫోటోడెటెక్టర్‌లను తయారు చేయడం సులభం కాదు మరియు పరికరాల క్యారియర్ వెలికితీత మరియు ఉష్ణ విసర్జనలో మరిన్ని ఆవిష్కరణలు అవసరం కావచ్చు. చివరగా, హై-స్పీడ్ డిటెక్టర్‌ల డార్క్ కరెంట్‌ను తగ్గించడం అనేది లాటిస్ అసమతుల్యతతో ఫోటోడెటెక్టర్‌లు పరిష్కరించాల్సిన సమస్యగా మిగిలిపోయింది. డార్క్ కరెంట్ ప్రధానంగా పదార్థం యొక్క క్రిస్టల్ నాణ్యత మరియు ఉపరితల స్థితికి సంబంధించినది. అందువల్ల, అధిక-నాణ్యత హెటెరోఎపిటాక్సీ లేదా లాటిస్ అసమతుల్యత వ్యవస్థల కింద బంధం వంటి కీలక ప్రక్రియలకు మరింత పరిశోధన మరియు పెట్టుబడి అవసరం.