InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ପରିଚିତ କରାନ୍ତୁ

ପରିଚୟ ଦିଅନ୍ତୁInGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର

ଉଚ୍ଚ-ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ InGaAs ହେଉଛି ଆଦର୍ଶ ସାମଗ୍ରୀ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ ଏବଂହାଇ-ସ୍ପିଡ୍ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର। ପ୍ରଥମତଃ, InGaAs ହେଉଛି ଏକ ସିଧାସଳଖ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀ, ଏବଂ ଏହାର ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ପ୍ରସ୍ଥ In ଏବଂ Ga ମଧ୍ୟରେ ଅନୁପାତ ଦ୍ୱାରା ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୋଇପାରିବ, ଯାହା ବିଭିନ୍ନ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସିଗନାଲଗୁଡ଼ିକୁ ଚିହ୍ନଟ କରିବାରେ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ। ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ, In0.53Ga0.47As InP ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଜାଲିସ୍ ସହିତ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ମେଳ ଖାଉଛି ଏବଂ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଯୋଗାଯୋଗ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଏକ ବହୁତ ଉଚ୍ଚ ଆଲୋକ ଅବଶୋଷଣ ଗୁଣାଙ୍କ ଅଛି। ଏହା ପ୍ରସ୍ତୁତିରେ ସର୍ବାଧିକ ବ୍ୟବହୃତ।ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଏବଂ ଏଥିରେ ସବୁଠାରୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଅନ୍ଧକାର କରେଣ୍ଟ ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ମଧ୍ୟ ଅଛି। ଦ୍ୱିତୀୟତଃ, ଉଭୟ InGaAs ଏବଂ InP ସାମଗ୍ରୀରେ ତୁଳନାତ୍ମକ ଭାବରେ ଉଚ୍ଚ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଡ୍ରିଫ୍ଟ ବେଗ ଅଛି, ସେମାନଙ୍କର ସଂତୃପ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଡ୍ରିଫ୍ଟ ବେଗ ଉଭୟ ପ୍ରାୟ 1×107cm/s। ଏହି ସମୟରେ, ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ବୈଦ୍ୟୁତିକ କ୍ଷେତ୍ର ଅଧୀନରେ, InGaAs ଏବଂ InP ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ବେଗ ଓଭରସୁଟ୍ ପ୍ରଭାବ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରନ୍ତି, ସେମାନଙ୍କର ଓଭରସୁଟ୍ ବେଗ ଯଥାକ୍ରମେ 4×107cm/s ଏବଂ 6×107cm/s ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପହଞ୍ଚିଥାଏ। ଏହା ଏକ ଉଚ୍ଚ କ୍ରସିଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ସହାୟକ। ବର୍ତ୍ତମାନ, InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଯୋଗାଯୋଗ ପାଇଁ ସବୁଠାରୁ ମୁଖ୍ୟଧାରାର ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର। ବଜାରରେ, ପୃଷ୍ଠ-ଘଟଣା ସଂଯୋଗ ପଦ୍ଧତି ସବୁଠାରୁ ସାଧାରଣ। 25 Gaud/s ଏବଂ 56 Gaud/s ସହିତ ପୃଷ୍ଠ-ଘଟଣା ଡିଟେକ୍ଟର ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକ ପୂର୍ବରୁ ବହୁଳ ଭାବରେ ଉତ୍ପାଦନ କରାଯାଇପାରିବ। ଛୋଟ-ଆକାରର, ପଛ-ଘଟଣା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ପୃଷ୍ଠ-ଘଟଣା ଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟ ବିକଶିତ ହୋଇଛି, ମୁଖ୍ୟତଃ ଉଚ୍ଚ ଗତି ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ସାଚୁରେସନ୍ ଭଳି ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ। ତଥାପି, ସେମାନଙ୍କର ସଂଯୋଗ ପଦ୍ଧତିର ସୀମାବଦ୍ଧତା ଯୋଗୁଁ, ପୃଷ୍ଠ ଘଟଣା ଚିହ୍ନଟକାରୀଗୁଡ଼ିକୁ ଅନ୍ୟ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଭାଇସ୍ ସହିତ ସମନ୍ୱିତ କରିବା କଷ୍ଟକର। ତେଣୁ, ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଇଣ୍ଟିଗ୍ରେସନ୍ ପାଇଁ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଚାହିଦା ସହିତ, ଉତ୍କୃଷ୍ଟ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ସମନ୍ୱୟ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ୱେଭ୍ଗାଇଡ୍ ଯୁଗ୍ମ InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ଧୀରେ ଧୀରେ ଗବେଷଣାର କେନ୍ଦ୍ରବିନ୍ଦୁ ପାଲଟିଛି। ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ, 70GHz ଏବଂ 110GHz ର ବାଣିଜ୍ୟିକ InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ମଡ୍ୟୁଲ୍ ପ୍ରାୟ ସମସ୍ତେ ୱେଭ୍ଗାଇଡ୍ ଯୁଗ୍ମ ଗଠନ ଗ୍ରହଣ କରନ୍ତି। ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସାମଗ୍ରୀର ପାର୍ଥକ୍ୟ ଅନୁସାରେ, ୱେଭ୍ଗାଇଡ୍ ଯୁଗ୍ମ InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକୁ ମୁଖ୍ୟତଃ ଦୁଇ ପ୍ରକାରରେ ବର୍ଗୀକୃତ କରାଯାଇପାରିବ: INP-ଆଧାରିତ ଏବଂ Si-ଆଧାରିତ। InP ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକରେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଉଚ୍ଚ ଗୁଣବତ୍ତା ଅଛି ଏବଂ ଏହା ଉଚ୍ଚ-କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା ଡିଭାଇସ୍ ନିର୍ମାଣ ପାଇଁ ଅଧିକ ଉପଯୁକ୍ତ। ତଥାପି, Si ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକରେ ବଢାଯାଇଥିବା କିମ୍ବା ବନ୍ଧିତ III-V ଗୋଷ୍ଠୀ ସାମଗ୍ରୀ ପାଇଁ, InGaAs ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ Si ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ ମଧ୍ୟରେ ବିଭିନ୍ନ ମେଳ ନ ଥିବାରୁ, ସାମଗ୍ରୀ କିମ୍ବା ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ଗୁଣବତ୍ତା ତୁଳନାତ୍ମକ ଭାବରେ ଖରାପ, ଏବଂ ଡିଭାଇସ୍‌ଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାରେ ଉନ୍ନତି ପାଇଁ ଯଥେଷ୍ଟ ସ୍ଥାନ ରହିଛି।

ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରୟୋଗ ପରିବେଶରେ, ବିଶେଷକରି ଅତ୍ୟନ୍ତ ପରିସ୍ଥିତିରେ, ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ସ୍ଥିରତା ମଧ୍ୟ ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରୟୋଗରେ ଏକ ପ୍ରମୁଖ କାରଣ। ସାମ୍ପ୍ରତିକ ବର୍ଷଗୁଡ଼ିକରେ, ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍, ଜୈବିକ ଏବଂ ଦୁଇ-ପରିମାଣୀୟ ସାମଗ୍ରୀ ଭଳି ନୂତନ ପ୍ରକାରର ଡିଟେକ୍ଟର, ଯାହା ବହୁତ ଧ୍ୟାନ ଆକର୍ଷଣ କରିଛି, ତଥାପି ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ସ୍ଥିରତା ଦୃଷ୍ଟିରୁ ଅନେକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜର ସମ୍ମୁଖୀନ ହେଉଛି କାରଣ ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ପରିବେଶଗତ କାରଣ ଦ୍ୱାରା ସହଜରେ ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ। ଏହି ସମୟରେ, ନୂତନ ସାମଗ୍ରୀର ସମନ୍ୱୟ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପରିପକ୍ୱ ହୋଇନାହିଁ, ଏବଂ ବଡ଼ ପରିମାଣର ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସ୍ଥିରତା ପାଇଁ ଆହୁରି ଅନୁସନ୍ଧାନ ଆବଶ୍ୟକ।

ଯଦିଓ ଇଣ୍ଡକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ପରିଚୟ ବର୍ତ୍ତମାନ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍କୁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ, ଡିଜିଟାଲ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଯୋଗାଯୋଗ ବ୍ୟବସ୍ଥାରେ ଏହା ଲୋକପ୍ରିୟ ନୁହେଁ। ତେଣୁ, ଡିଭାଇସର ପରଜୀବୀ RC ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ଆହୁରି ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ନକାରାତ୍ମକ ପ୍ରଭାବକୁ କିପରି ଏଡାଯାଇପାରିବ ତାହା ହାଇ-ସ୍ପିଡ୍ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ଗବେଷଣା ଦିଗଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ। ଦ୍ୱିତୀୟତଃ, ୱେଭଗାଇଡ୍ କପଲ୍ଡ୍ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ବଢ଼ିବା ସହିତ, ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ମଧ୍ୟରେ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ପୁଣି ଥରେ ଦେଖାଦେବା ଆରମ୍ଭ କରେ। ଯଦିଓ 200GHz ରୁ ଅଧିକ 3dB ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ସହିତ Ge/Si ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଏବଂ InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି, ସେମାନଙ୍କର ଦାୟିତ୍ୱ ସନ୍ତୋଷଜନକ ନୁହେଁ। ଭଲ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ବଜାୟ ରଖି ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ କିପରି ବୃଦ୍ଧି କରାଯିବ ତାହା ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଗବେଷଣା ବିଷୟ, ଯାହା ସମାଧାନ ପାଇଁ ନୂତନ ପ୍ରକ୍ରିୟା-ସୁସଙ୍ଗତ ସାମଗ୍ରୀ (ଉଚ୍ଚ ଗତିଶୀଳତା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଅବଶୋଷଣ ଗୁଣାଙ୍କ) କିମ୍ବା ନୂତନ ହାଇ-ସ୍ପିଡ୍ ଡିଭାଇସ୍ ଗଠନ ପ୍ରଚଳନ ଆବଶ୍ୟକ ହୋଇପାରେ। ଏହା ସହିତ, ଡିଭାଇସ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫଟୋନିକ୍ ଲିଙ୍କଗୁଡ଼ିକରେ ଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ପ୍ରୟୋଗ ପରିସ୍ଥିତି ଧୀରେ ଧୀରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବ। ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଯୋଗାଯୋଗରେ ଛୋଟ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପାୱାର ଘଟଣା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ସମ୍ବେଦନଶୀଳତା ଚିହ୍ନଟ ପରିପ୍ରେକ୍ଷୀରେ, ଏହି ପରିସ୍ଥିତି, ଉଚ୍ଚ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଆଧାରରେ, ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଘଟଣା ପାଇଁ ଏକ ଉଚ୍ଚ ସାଚୁରେସନ୍ ପାୱାର ଚାହିଦା ରହିଛି। ତଥାପି, ଉଚ୍ଚ-ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ଛୋଟ ଆକାରର ଗଠନ ଗ୍ରହଣ କରନ୍ତି, ତେଣୁ ଉଚ୍ଚ-ଗତି ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ସଂତୃପ୍ତି-ଶକ୍ତି ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକୁ ତିଆରି କରିବା ସହଜ ନୁହେଁ, ଏବଂ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ବାହକ ନିଷ୍କାସନ ଏବଂ ତାପ ଅପଚୟରେ ଆହୁରି ନୂତନତ୍ୱ ଆବଶ୍ୟକ ହୋଇପାରେ। ଶେଷରେ, ଉଚ୍ଚ-ଗତି ଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଅନ୍ଧକାର କରେଣ୍ଟ ହ୍ରାସ କରିବା ଏକ ସମସ୍ୟା ହୋଇ ରହିଛି ଯାହା ଜାଲିସ୍ ମିସମେଚ ସହିତ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକୁ ସମାଧାନ କରିବାକୁ ପଡିବ। ଅନ୍ଧକାର କରେଣ୍ଟ ମୁଖ୍ୟତଃ ସାମଗ୍ରୀର ସ୍ଫଟିକ ଗୁଣବତ୍ତା ଏବଂ ପୃଷ୍ଠ ଅବସ୍ଥା ସହିତ ଜଡିତ। ତେଣୁ, ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣବତ୍ତା ହେଟେରୋଏପିଟାକ୍ସି କିମ୍ବା ଜାଲିସ୍ ମିସମେଚ ସିଷ୍ଟମ ଅଧୀନରେ ବନ୍ଧନ ଭଳି ପ୍ରମୁଖ ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକ ଅଧିକ ଗବେଷଣା ଏବଂ ନିବେଶ ଆବଶ୍ୟକ କରେ।