InGaAs ফটোডিটেক্টর চালু করুন

পরিচয় করিয়ে দিনInGaAs ফটোডিটেক্টর

উচ্চ-প্রতিক্রিয়া অর্জনের জন্য InGaAs একটি আদর্শ উপকরণ এবংউচ্চ-গতির ফটোডিটেক্টর। প্রথমত, InGaAs হল একটি সরাসরি ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর উপাদান, এবং এর ব্যান্ডগ্যাপ প্রস্থ In এবং Ga এর মধ্যে অনুপাত দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হতে পারে, যা বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অপটিক্যাল সংকেত সনাক্তকরণ সক্ষম করে। এর মধ্যে, In0.53Ga0.47As InP সাবস্ট্রেট ল্যাটিসের সাথে পুরোপুরি মিলে যায় এবং অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ব্যান্ডে একটি খুব উচ্চ আলো শোষণ সহগ রয়েছে। এটি তৈরিতে সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়ফটোডিটেক্টরএবং এর মধ্যে সবচেয়ে অসাধারণ ডার্ক কারেন্ট এবং রেসপন্সিভিটি পারফরম্যান্সও রয়েছে। দ্বিতীয়ত, InGaAs এবং InP উভয় পদার্থেরই তুলনামূলকভাবে উচ্চ ইলেকট্রন ড্রিফ্ট বেগ রয়েছে, যার স্যাচুরেটেড ইলেকট্রন ড্রিফ্ট বেগ উভয়ই প্রায় 1×107cm/s। এদিকে, নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অধীনে, InGaAs এবং InP উপকরণ ইলেকট্রন বেগ ওভারশুট প্রভাব প্রদর্শন করে, যার ওভারশুট বেগ যথাক্রমে 4×107cm/s এবং 6×107cm/s এ পৌঁছায়। এটি উচ্চতর ক্রসিং ব্যান্ডউইথ অর্জনের জন্য সহায়ক। বর্তমানে, InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলি অপটিক্যাল যোগাযোগের জন্য সবচেয়ে মূলধারার ফটোডিটেক্টর। বাজারে, পৃষ্ঠ-ঘটনা সংযোগ পদ্ধতিটি সবচেয়ে সাধারণ। 25 Gaud/s এবং 56 Gaud/s সহ পৃষ্ঠ-ঘটনা সনাক্তকারী পণ্যগুলি ইতিমধ্যেই ভর-উত্পাদিত হতে পারে। ছোট আকারের, ব্যাক-ঘটনা এবং উচ্চ-ব্যান্ডউইথ পৃষ্ঠ-ঘটনা সনাক্তকারীগুলিও তৈরি করা হয়েছে, প্রধানত উচ্চ গতি এবং উচ্চ স্যাচুরেশনের মতো অ্যাপ্লিকেশনের জন্য। তবে, তাদের সংযোগ পদ্ধতির সীমাবদ্ধতার কারণে, পৃষ্ঠের ঘটনা সনাক্তকারীগুলিকে অন্যান্য অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইসের সাথে একীভূত করা কঠিন। অতএব, অপটোইলেকট্রনিক ইন্টিগ্রেশনের ক্রমবর্ধমান চাহিদার সাথে, চমৎকার কর্মক্ষমতা এবং ইন্টিগ্রেশনের জন্য উপযুক্ত ওয়েভগাইড কাপলড InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলি ধীরে ধীরে গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে। এর মধ্যে, 70GHz এবং 110GHz এর বাণিজ্যিক InGaAs ফটোডিটেক্টর মডিউলগুলি প্রায় সকলেই ওয়েভগাইড কাপলিং কাঠামো গ্রহণ করে। সাবস্ট্রেট উপকরণের পার্থক্য অনুসারে, ওয়েভগাইড কাপলড InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলিকে প্রধানত দুটি প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: INP-ভিত্তিক এবং Si-ভিত্তিক। InP সাবস্ট্রেটগুলিতে এপিট্যাক্সিয়াল উপাদান উচ্চমানের এবং উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন ডিভাইস তৈরির জন্য আরও উপযুক্ত। তবে, Si সাবস্ট্রেটগুলিতে জন্মানো বা বন্ধন করা III-V গ্রুপের উপকরণগুলির জন্য, InGaAs উপকরণ এবং Si সাবস্ট্রেটের মধ্যে বিভিন্ন অমিলের কারণে, উপাদান বা ইন্টারফেসের মান তুলনামূলকভাবে খারাপ, এবং ডিভাইসগুলির কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য এখনও যথেষ্ট জায়গা রয়েছে।

বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন পরিবেশে, বিশেষ করে চরম পরিস্থিতিতে, ফটোডিটেক্টরের স্থিতিশীলতা ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ কারণ। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, পেরোভস্কাইট, জৈব এবং দ্বি-মাত্রিক উপকরণের মতো নতুন ধরণের ডিটেক্টর, যা অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে, দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতার ক্ষেত্রে এখনও অনেক চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হচ্ছে কারণ উপকরণগুলি নিজেই পরিবেশগত কারণগুলির দ্বারা সহজেই প্রভাবিত হয়। এদিকে, নতুন উপকরণগুলির একীকরণ প্রক্রিয়া এখনও পরিপক্ক নয়, এবং বৃহৎ আকারের উৎপাদন এবং কর্মক্ষমতা ধারাবাহিকতার জন্য আরও অনুসন্ধানের প্রয়োজন।

যদিও বর্তমানে ইন্ডাক্টর প্রবর্তন কার্যকরভাবে ডিভাইসের ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধি করতে পারে, ডিজিটাল অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবস্থায় এটি জনপ্রিয় নয়। অতএব, ডিভাইসের পরজীবী RC পরামিতিগুলিকে আরও কমাতে নেতিবাচক প্রভাবগুলি কীভাবে এড়ানো যায় তা হল উচ্চ-গতির ফটোডিটেক্টরের গবেষণার দিকগুলির মধ্যে একটি। দ্বিতীয়ত, ওয়েভগাইড সংযুক্ত ফটোডিটেক্টরের ব্যান্ডউইথ যত বাড়তে থাকে, ব্যান্ডউইথ এবং প্রতিক্রিয়াশীলতার মধ্যে সীমাবদ্ধতা আবার দেখা দিতে শুরু করে। যদিও 200GHz এর বেশি 3dB ব্যান্ডউইথ সহ Ge/Si ফটোডিটেক্টর এবং InGaAs ফটোডিটেক্টর রিপোর্ট করা হয়েছে, তাদের দায়িত্ব সন্তোষজনক নয়। ভাল প্রতিক্রিয়াশীলতা বজায় রেখে কীভাবে ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধি করা যায় তা একটি গুরুত্বপূর্ণ গবেষণার বিষয়, যার সমাধানের জন্য নতুন প্রক্রিয়া-সামঞ্জস্যপূর্ণ উপকরণ (উচ্চ গতিশীলতা এবং উচ্চ শোষণ সহগ) বা নতুন উচ্চ-গতির ডিভাইস কাঠামো প্রবর্তনের প্রয়োজন হতে পারে। উপরন্তু, ডিভাইস ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধির সাথে সাথে মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক লিঙ্কগুলিতে ডিটেক্টরের প্রয়োগের পরিস্থিতি ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পাবে। অপটিক্যাল যোগাযোগে ছোট অপটিক্যাল পাওয়ার ঘটনা এবং উচ্চ-সংবেদনশীলতা সনাক্তকরণের বিপরীতে, উচ্চ ব্যান্ডউইথের ভিত্তিতে এই দৃশ্যকল্পে উচ্চ-শক্তি ঘটনার জন্য উচ্চ স্যাচুরেশন পাওয়ার চাহিদা রয়েছে। তবে, উচ্চ-ব্যান্ডউইথ ডিভাইসগুলি সাধারণত ছোট আকারের কাঠামো গ্রহণ করে, তাই উচ্চ-গতি এবং উচ্চ-স্যাচুরেশন-পাওয়ার ফটোডিটেক্টর তৈরি করা সহজ নয় এবং ডিভাইসগুলির ক্যারিয়ার নিষ্কাশন এবং তাপ অপচয় করার ক্ষেত্রে আরও উদ্ভাবনের প্রয়োজন হতে পারে। অবশেষে, উচ্চ-গতির ডিটেক্টরগুলির অন্ধকার প্রবাহ হ্রাস করা একটি সমস্যা যা ল্যাটিস অমিলযুক্ত ফটোডিটেক্টরগুলিকে সমাধান করতে হবে। অন্ধকার প্রবাহ মূলত উপাদানের স্ফটিকের গুণমান এবং পৃষ্ঠের অবস্থার সাথে সম্পর্কিত। অতএব, উচ্চ-মানের হেটেরোএপিট্যাক্সি বা ল্যাটিস অমিল সিস্টেমের অধীনে বন্ধনের মতো মূল প্রক্রিয়াগুলির জন্য আরও গবেষণা এবং বিনিয়োগের প্রয়োজন।