High speed and high efficiency infrared photodetectors

ÖzetYÜKSEK HIZLI VE YÜKSEK VERİMLİ KIZILÖTESİFOTODEDEKTÖRLERİbrahim KimukinFizik DoktoraTez Yöneticisi: Prof. Ekmel ÖzbayAralık 2004Telekomnikasyon sistemlerine ilginin artması yüksek performanslı elemanlarınüretimiyle sonuçlanmıştır. Fotodedektörler optoelektronik entegre devrelerin vefiber iletiim sistemlerinin önemli bir parçasıdır. Resonant çınlaç arttırımıtekniğinini InGaAs temelli p-i-n tipi fotodedektörleri geliştirmek için kullandık.Dedektörlerin 1572 nm'deki %66 tepe kuantum verimi rezonatörsüz benzer birdedektöre göre 3 kat fazladır. Dedektörler aynı zamanda 28 GHz 3-dB bantralığınaiiisahiptir, ki bu değerler InGaAs temelli düşey fotodedektörler için en iyisonuçlardan biridir.Yüksek hızlı fotodedektörlere ilgi sadece fiber optic ağlar ile sınırlı değildir.Yakın zamanda havadan data iletimi kolay kurulum ve değişken yapılarındandolayı populer hale gelmiştir. Hernekadar şu anda kullanılan sistemler 840 nm ve1550 nm de çalışsa da, orta-kızılötesi dalagaboylarının avantajı yüksek hızlı lazerve fotodedektörlerin üretimine sebep olacaktır. InSb temelli p-i-n tipi dedektörlerorta-kızılötesi dalagaboylarında (3 ten 5 µm'ye) kullanılmak üzere üretiliptestedildi. Dedektör katmanları yarı-yalıtkan GaAs altaşın üzerine moleküler ışındemeti metodu ile büyütüldü. Dedektörler sıfır volt civarında düşük karanlık akımve yüksek dirence sahiptiler. 60 µm çaplı dedektörlerin hassasiyeti 7.98×109 cmHz1/2/W olarak ölçüldü. Son olarak yüksek hız ölçümlerine göre 30 µm ve 60 µmçaplı dedektörlerin hızları sırasıyla 8.5 GHz ve 6.0 GHz'tir.Anahtar Kelimeler: Fotodedektör, yüksek hız, yüksek verim, resonant çınlaçarttırımı, kızılötesi dalgaboyları.iv