GaN/AlGaN-based UV photodetectors wıth performances exceedıng the pmts

Yakın zamandaki yüksek oranda Al ihtiva eden AlxGa1?xN materyal büyütme teknolojisi ışığın ultraviole dalga boylarında çalışan iyileştirilmiş sensitivite, düşük gürültülü, düşük karanlık akım yoğunluğuna sahip, yuksek hızlı AlGaN tabanlı yüksek performanslı Schottky, p-i-n, ve (metal-yarıiletken-metal) MSM, tipi fotodetektörleri üretmeyi mümkün kılmıştır ve bu tür detektörler imal edilmiştir. Atmosferdeki ozon moleküllerinin ultraviole ışığı 280 nm dalga boyundan küçük değerler için filtrelemesi sayesinde bu dalga boylarındaki güneşten gelen radyasyon dünya yüzeyine ulaşmasını engeller. Bu durum sayesinde, 280 nm civarındaki dalga boyuna sahip kırılma dalga boyundaki UV fotodedektörler ki güneş-körü dedektörler olarak da adlandırılırlar, çok zayıf UV sinyalleri bile algılayabilirler. Bu aygıtlar misil füze uyarı sistemleri, kimyasal/biyolojik ajan tanıma, yangın alarmları, uzay ve denizaltı haberleşmesi, ozon tabakasının durumunu kontrol etme, gaz algılama gibi önemli uygulama alanlarına sahiptirler. Yüksek responsiviteye sahip olması hasebiyle (600 A/W), yüksek hızlı, yüksek katod verimine sahip (milyon mertebesinde), ve düşük karanlık akımlı, foton yükseltici tüpler (FYT'ler) bu tür uygulamalar için kullanılmaktaydı. Fakat, FYT'ler pahalı ve hantal yapıdadırlar. Ayrıca bunun yanında, çalışmak için soğutucu bir sisteme ve çok yüksek voltajlara (1000V) ihtiyaç duyarlar. Ayrıca bu aygıtlar güneş-körü algılama yapabilmek için kompleks ve pahalı filtrelerle beraber kullanılırlar. Bu dezavanlatajlardan sakınmak için bunların yerine yüksek performanslı yarıiletken dedektörler kullanılmalıdır. Geniş bantlı yarı iletken olan AlxGa1?xN (x=0.4) tabanlı fotodedektörler bunun için ideal adaylardırlar. Bu aygıtlar yapısı itibariyle güneş körüdürler bu nedenle filtreye ihtiyaç duymazlar, düşük gürültüye ve hızlı fotocevaba sahiptirler. Bu dedektörlerin önündeki en büyük engel ise bu dedektörler çok yüksek içsel kazanca sahip değildirler. Şimdiye kadar bir kaç gurup GaN ve AlGaN tabanlı dedektörlerdeki çığ etkisini teorik olarak incelemişlerdir. Lakin, tekrarlanabilir yüksek kazançlı cığ etkisi ile çalışan fotodedektör üretmek hala çok zordur. Biz gurup olarak kuvantum verimi, karanlık akım, dedektivite, yüksek hız, yüksek tekrarlanabilir çığ verimi açısından yüksek performansa sahip Schottky, p-i-n, ve çığ etkili dedektörleri dizayn ettik, urettik ve karakterızasyonunu yaptık.