光子捕获型超快硅光电探测器中吸收的最大化
光学
2020-12-23 v1 应用物理
摘要
在近红外波段工作且具有高速与高灵敏度的硅光电探测器，正成为光探测与测距系统(LIDAR)、量子通信和医学成像等新兴应用的关键器件。然而，此类光电探测器在这些波长下存在带宽-吸收权衡，限制了其应用。光子捕获结构通过增强光-物质相互作用来解决这一权衡，但由于影响其设计与制备的因素众多，最大化其性能仍具挑战。本文研究了在提升工作速度的同时改善光子捕获效应的策略。通过优化光子捕获结构设计并将其实验集成于高速光电探测器中，实现了同时高达 1000% 的宽带吸收效率增强与超过 50% 的电容降低。该工作还给出了经验方程，将光电探测器的量子效率与光子捕获结构的物理特性、材料特征及制备工艺限制相关联。所得结果为设计低成本 CMOS 集成器件开辟了途径。
引用
@article{arxiv.2012.11831,
title = {Maximizing absorption in photon trapping ultra-fast silicon photodetectors},
author = {Cesar Bartolo-Perez and Wayesh Qarony and Soroush Ghandiparsi and Ahmed S. Mayet and Ahasan Ahamed and Hilal Cansizoglu and Yang Gao and Ekaterina Ponizovskaya Devine and Toshishige Yamada and Aly F Elrefaie and Shih-Yuan Wang and M. Saif Islam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.11831},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 3 figures