Czasopismo | ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA | Rocznik 2016 - zeszyt 9

Detektory barierowe - nowe trendy

10.15199/13.2016.9.15

nr katalogowy: 101105
10.15199/13.2016.9.15

W artykule omówiono nowe trendy w rozwoju wysokotemperaturowych - nie wymagających chłodzenia kriogenicznego - barierowych detektorów podczerwieni. Przedstawiono podstawy teoretyczne, podstawową strukturę typu nBn, jak również dokonano przeglądu materiałów wykorzystywanych do wytwarzania detektorów barierowych pod względem granicznych wartości prądu ciemnego. Przedstawiono osiągi detektorów barierowych wytwarzanych z supersieci-II rodzaju materiałów grupy AIIIBV InAs/GaSb i InAs/InAsSb. W przypadku InAs/InAsSb szacowania teoretyczne wskazują na lepsze osiągi niż te uzyskiwane dla układu InAs/GaSb. Nie pominięto materiałów objętościowych z grupy AIIIBV: InAs, InAsSb i InGaAsSb, jak również dominującego obecnie HgCdTe. Detektory barierowe związków grupy AIIIBV, zarówno z materiałów litych jak i z supersieci-II typu, stanowią realną alternatywę dla HgCdTe do zastosowań wysokotemperaturowych, choć najniższe graniczne wartości prądu nadal uzyskuje się dla struktur z H gCdTe. Słowa kluczowe: BIRD, HOT, HgCdTe, T2SLs InAs/GaSb, InAs/ InAsSb, InAsSb.Zwiększenie temperatury pracy detektora (wyeliminowanie wymogu chłodzenia kriogenicznego - uzyskanie tak zwanych warunków pracy HOT - w j. angielskim high operating temperature) jest kierunkiem wytyczającym nowe trendy w badaniach i rozwoju detektorów pracujących w średnio- i długofalowym zakresie promieniowania podczerwonego (MWIR, LWIR - w j. angielskim mid-, long-wave infrared radiation). Ograniczenie wymogu dotyczącego chłodzenia ciekłym azotem pozwala na zmniejszenie rozmiarów i wagi, a co za tym idzie, ograniczenie poboru mocy układu detekcyjnego (kryterium SWAP - w j. angielskim size weight and power) [1]. Z drugiej jednak strony, głównym czynnikiem wymuszającym poszukiwanie nowych konstrukcji i architektur detektorów podczerwieni są trudności technologiczne powiązane z trwałością wiązania Hg-Te, dla HgCdTe powszechnie wykorzystywanego do produkcji detektorów podczerwieni. Wśród now[...]

Bibliografia

[1] P. Klipstein, (2008) “XBn’ barrier photodetectors for high sensitivity and high operating temperature infrared sensors", Proc. SPIE. 6940, 69402U-1-11.
[2] B. V. Olson, E. A. Shaner, J. K. Kim, J. F. Klem, S. D. Hawkins, M. E. Flatte, (2013) “Identification of dominant recombination mechanisms in narrow-bandgap InAs/InAsSb type-II superlattices and InAsSb alloys", Appl. Phys. Let. 99, 052106.
[3] P. Klipstein, O. Klin, S. Grossmann, N. Snapi, B. Yaakobovitz, M. Brumer, I. Lukomsky, D. Aronov, M. Yassen, B. Yofis, A. Glozman, T. Fishman, E. Berkowitz, O. Maen, I. Shtrichman, E. Weiss, (2011) “MWIR InAsSb XBn detector for high operating temperatures", Proc. SPIE 8012, 80122R.
[4] A. P. Craig, A. R. J. Marshall, Z.-B. Tian, S. Krishna, and A. Krier, (2013) “Mid-infrared InAs0.79Sb0.21-based nBn photodetectors with Al0.9Ga0.2As0.1Sb0.9 barrier layers, and comparisons with In- As0.87Sb0.13 p-i-n diodes, both grown on GaAs using interfacial misfit arrays", Appl. Phys. Let. 103, 253502.
[5] A. P. Craig, M. Jain, G. Wicks, T. Golding, K. Hossain, K. McEwan, C. Howle, B. Percy, and A. R. J. Marshall, (2015) “Shortwave infrared barriode detectors using InGaAsSb absorption material lattice matched to GaSb", Appl. Phys. Let. 106, 201103.
[6] G. R. Savich, J. R. Pedrazzani, D. E. Sidor, S. Maimon, and G. W. Wicks, (2011) “Dark current filtering in unipolar barrier infrared detectors", Appl. Phys. Lett. 99, 121112.
[7] T. Ashley, C. T. Elliott, (1985) “Non-equilibrium mode of operation for infrared detection", Electron. Lett. 21, 451-452.
[8] S. Maimon, G. Wicks, (2006) “nBn detector, an infrared detector with reduced dark current and higher operating temperature", Appl. Phys. Lett. 89, 151109-1-3.
[9] R. Savich, J. R. Pedrazzani, D. E. Sidor, and G. W. Wicks, (2013) “Benefits and limitations of unipolar barriers in infrared photodetectors" Infrared Physics & Technol. 59, 152-155.
[10] A. White, (1983) Infrared detectors, U.S. Patent 4.679.063 (22 September 1983).
[11] N. D. Akhavan, G. A. Umana-Membreno, G. Jolley, J. Antoszewski, L. Faraone, (2014) “A method of removing the valence band discontinuity in HgCdTe-based nBn detectors", Appl. Phys. Lett. 105, 12, 121110.
[12] N. D. Akhavan, G. Jolley, G. A. Umana-Membreno, J. Antoszewski, L. Faraone, (2015) “Design of band engineered HgCdTe nBn detectors for MWIR and LWIR applications", IEEE Trans. Electron Dev. 62, 3, 722-728.
[13] P. Martyniuk, A. Rogalski, (2014) “Theoretical modeling of InAs- Sb/AlAsSb barrier detectors for higher operation temperature conditions", Opt. Eng. 53(1), 017106.
[14] M. A. Kinch, (2007) “Fundamentals of Infrared Detector Materials", SPIE Press, Bellingham.
[15] M. A. Kinch, H. F. Schaake, R. L. Strong, P. K. Liao, M. J. Ohlson, J. Jacques, C. F. Wan, D. Chandra, R. D. Burford, and C. A. Schaake, (2010) “High operating temperature MWIR detectors", Proc. SPIE 7660, 76602V-1-13.
[16] M. A. Kinch, (2013) II-VI Workshop Tutorial.
[17] D. Zuo, P. Qiao, D. Wasserman, S. L. Chuang, (2013) “Direct observation of minority carrier lifetime improvement in InAs/GaSb type-II superlattice photodiodes via interfacial layer control", Appl. Phys. Lett. 102, 141107.
[18] P. Martyniuk, A. Rogalski, (2014) “Performance comparison of barrier detectors and HgCdTe photodiodes", Opt. Eng. 53(10), 106105.
[19] P.Martyniuk, A. Rogalski, (2015)“MWIR barrier detectors versus HgCdTe photodiodes", Infrared Physics & Technol, 70, 125-128.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 101105 "Detektory barierowe - now..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - e-zeszyt (pdf) 2016-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	35.00 zł

Prenumerata

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

420.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna	528.00 zł brutto 488.89 zł netto 39.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

570.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)

636.00 zł

Zeszyt

2016-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma