Light Emission, Detection and Data Transmission in Silicon-based InGaN/GaN Multi-quantum Well Microdisk Device

QIN Feifei ,  

LU Xueyao ,  

WANG Xiaoxuan ,  

WU Jiaqi ,  

CAO Yue ,  

ZHANG Lei ,  

FAN Xuefeng ,  

ZHU Gangyi ,  

WANG Yongjin ,  

摘要

تكامل مصدر الضوء والكاشف يسهم بشكل فعال في تعزيز تطوير أنظمة الكترونيات الضوئية الخفيفة والصغيرة الحجم، وظهور ظاهرة تعايش إشعاع وكشف في أجهزة الكم الثنائي InGaN/GaN توفر تصميم شرائح توصيل واستقبال مشترك. في هذا الدراسة، تم إعداد صمام الكم الثنائي بمجموعة الأكواع InGaN/GaN المتكاملة على قرص السيليكون بالتكنولوجيا الشبه موصل القياسية، وتمت دراسة إشعاعه وكشفه وخصائص اتصاله الأساسية. يساهم نموذج الانقسام في الأقراص الصغيرة في تحسين خصائص كشفها، بينما خصائص الإشعاع المتجانس تعزز اقترانها في المساحة كجهاز استشعار وكمصدر للضوء. كمصدر للضوء، جهد التشغيل لهذا الجهاز هو 2.5 فولت، والطول الموجي المركزي 455 نانومتر، وعرض النطاق الترددي -3 ديسيبل هو 5.4 ميغاهرتز. ككاشف، فإن هذا الجهاز يفاعل مع الضوء في مجالات موجية من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأزرق وتتراجع أداء الكشف مع زيادة الطول الموجي، الحد الأقصى لطول الموجة 450 نانومتر. تحت تحفيز ضوئي من مصدر الضوء بطول موجة 365 نانومتر، فإن لهذا الجهاز نسبة تبديل قصوى تبلغ 7.2 x 10^4، و وقت الهبوط 0.41 مللي ثانية. في الوقت نفسه، استنادًا إلى جهاز قرص واحد صغير، بنينا هذه الدراسة وعرضنا نظام اتصال شبه ثنائي لنقل البيانات في نطاقات تردد مختلفة. تعتبر هذه الدراسة ذات أهمية كبيرة لإعداد مصدر الضوء بالدفع الكهربائي والاتصال الضوئي المتكامل.

关键词

silicon-based InGaN/GaN;multiple quantum well devices;luminescence and detection;half-duplex communication

阅读全文