វឌ្ឍនភាពស្រាវជ្រាវរបស់ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ InGaAs
ជាមួយនឹងកំណើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃបរិមាណបញ្ជូនទិន្នន័យទំនាក់ទំនង បច្ចេកវិទ្យាភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងអុបទិកបានជំនួសបច្ចេកវិទ្យាភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងអគ្គិសនីប្រពៃណី ហើយបានក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់សម្រាប់ការបញ្ជូនល្បឿនលឿនកម្រិតមធ្យម និងចម្ងាយឆ្ងាយ ដែលមានការបាត់បង់ទាប។ ក្នុងនាមជាសមាសធាតុស្នូលនៃចុងទទួលអុបទិកឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺមានតម្រូវការកាន់តែខ្ពស់សម្រាប់ដំណើរការល្បឿនលឿនរបស់វា។ ក្នុងចំណោមនោះ ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺដែលភ្ជាប់ជាមួយ waveguide មានទំហំតូច កម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់ និងងាយស្រួលក្នុងការរួមបញ្ចូលនៅលើបន្ទះឈីបជាមួយឧបករណ៍ optoelectronic ផ្សេងទៀត ដែលជាចំណុចស្រាវជ្រាវនៃការរកឃើញពន្លឺល្បឿនលឿន។ ហើយវាគឺជាឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺដែលតំណាងបំផុតនៅក្នុងក្រុមទំនាក់ទំនងអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត។
InGaAs គឺជាវត្ថុធាតុដើមដ៏ល្អមួយសម្រាប់សម្រេចបាននូវល្បឿនលឿន និងឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺដែលមានប្រតិកម្មខ្ពស់ទីមួយ InGaAs គឺជាសម្ភារៈ semiconductor ដែលមាន bandgap ដោយផ្ទាល់ ហើយទទឹង bandgap របស់វាអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយសមាមាត្ររវាង In និង Ga ដែលអាចឱ្យមានការរកឃើញសញ្ញាអុបទិកនៃរលកពន្លឺផ្សេងៗគ្នា។ ក្នុងចំណោមនោះ In0.53Ga0.47As ត្រូវបានផ្គូផ្គងយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះជាមួយនឹងបន្ទះស្រទាប់ខាងក្រោម InP និងមានមេគុណស្រូបយកពន្លឺខ្ពស់ខ្លាំងនៅក្នុងក្រុមទំនាក់ទំនងអុបទិក។ វាជាឧបករណ៍ដែលត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតក្នុងការរៀបចំ photodetector ហើយក៏មានដំណើរការចរន្តងងឹត និងការឆ្លើយតបដ៏លេចធ្លោបំផុតផងដែរ។ ទីពីរ ទាំង InGaAs និង InP សុទ្ធតែមានល្បឿនរសាត់អេឡិចត្រុងខ្ពស់ ដោយល្បឿនរសាត់អេឡិចត្រុងឆ្អែតរបស់វាទាំងពីរគឺប្រហែល 1×107cm/s។ ទន្ទឹមនឹងនេះ នៅក្រោមដែនអគ្គិសនីជាក់លាក់ សម្ភារៈ InGaAs និង InP បង្ហាញពីឥទ្ធិពល overshoot ល្បឿនអេឡិចត្រុង ដោយល្បឿន overshoot របស់វាឈានដល់ 4×107cm/s និង 6×107cm/s រៀងៗខ្លួន។ វាអំណោយផលដល់ការសម្រេចបាននូវ bandwidth ឆ្លងកាត់ខ្ពស់ជាង។ បច្ចុប្បន្ននេះ photodetector InGaAs គឺជា photodetector ដ៏សំខាន់បំផុតសម្រាប់ការទំនាក់ទំនងអុបទិក។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧប្បត្តិហេតុលើផ្ទៃដែលមានទំហំតូចជាង មានរលកចូលពីក្រោយ និងមានកម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់ ក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងផងដែរ ដែលភាគច្រើនត្រូវបានប្រើក្នុងកម្មវិធីដូចជាល្បឿនលឿន និងកម្រិតឆ្អែតខ្ពស់។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែដែនកំណត់នៃវិធីសាស្ត្រភ្ជាប់របស់វា ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧប្បត្តិហេតុលើផ្ទៃពិបាកក្នុងការរួមបញ្ចូលជាមួយឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិចផ្សេងទៀត។ ដូច្នេះ ជាមួយនឹងតម្រូវការកើនឡើងសម្រាប់ការរួមបញ្ចូលអុបតូអេឡិចត្រូនិច ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពន្លឺ InGaAs ដែលភ្ជាប់ជាមួយមគ្គុទ្ទេសក៍រលកដែលមានដំណើរការល្អឥតខ្ចោះ និងសមរម្យសម្រាប់ការរួមបញ្ចូលបានក្លាយជាចំណុចសំខាន់នៃការស្រាវជ្រាវបន្តិចម្តងៗ។ ក្នុងចំណោមនោះ ម៉ូឌុលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពន្លឺ InGaAs ពាណិជ្ជកម្មនៃប្រេកង់ 70GHz និង 110GHz ស្ទើរតែទាំងអស់ទទួលយករចនាសម្ព័ន្ធភ្ជាប់មគ្គុទ្ទេសក៍រលក។ យោងតាមភាពខុសគ្នានៃសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោម ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពន្លឺ InGaAs ដែលភ្ជាប់ជាមួយមគ្គុទ្ទេសក៍រលកអាចត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាចម្បងជាពីរប្រភេទ៖ ផ្អែកលើ INP និងផ្អែកលើ Si។ សម្ភារៈ epitaxial លើស្រទាប់ខាងក្រោម InP មានគុណភាពខ្ពស់ និងស័ក្តិសមជាងសម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍ដែលមានដំណើរការខ្ពស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់សម្ភារៈក្រុម III-V ដែលដាំដុះ ឬភ្ជាប់លើស្រទាប់ខាងក្រោម Si ដោយសារតែភាពមិនស៊ីគ្នាផ្សេងៗរវាងសម្ភារៈ InGaAs និងស្រទាប់ខាងក្រោម Si គុណភាពសម្ភារៈ ឬចំណុចប្រទាក់គឺខ្សោយជាង ហើយនៅតែមានកន្លែងច្រើនសម្រាប់ការកែលម្អដំណើរការនៃឧបករណ៍។
ឧបករណ៍នេះប្រើ InGaAsP ជំនួសឲ្យ InP ជាសម្ភារៈតំបន់ថយចុះ។ ទោះបីជាវាកាត់បន្ថយល្បឿនរសាត់ឆ្អែតនៃអេឡិចត្រុងក្នុងកម្រិតជាក់លាក់មួយក៏ដោយ វាធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការភ្ជាប់ពន្លឺចូលពីរលកមគ្គុទ្ទេសក៍ទៅតំបន់ស្រូបយក។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ស្រទាប់ទំនាក់ទំនងប្រភេទ N របស់ InGaAsP ត្រូវបានដកចេញ ហើយគម្លាតតូចមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅសងខាងនៃផ្ទៃប្រភេទ P ដែលបង្កើនការរឹតបន្តឹងលើវាលពន្លឺប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ វាអំណោយផលដល់ឧបករណ៍ឱ្យសម្រេចបាននូវការឆ្លើយតបខ្ពស់ជាង។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៨ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២៥