【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】中國科學技術(shù)大學王亮教授和韓正甫教授課題組研發(fā)的InGaAs單行載流子探測器芯片取得重大進展。該研究團隊通過設(shè)計優(yōu)化表面等離激元結(jié)構(gòu)，開發(fā)成功低暗計數(shù)、高響應(yīng)度、高帶寬的單行載流子探測器芯片，為近紅外探測器性能提升提供了開創(chuàng)性的方法，相關(guān)研究成果以“Plasmonic Resonance Enhanced Low Dark Current and High-Speed InP/InGaAs Uni-Traveling-Carrier Photodiode”為題，發(fā)表在電子工程技術(shù)領(lǐng)域的知名期刊ACS Applied Electrical上。
 

　　基于等離基元結(jié)構(gòu)的InGaAs材料的單行載流子探測器芯片具有極高帶寬，低暗電流和高響應(yīng)度，為近紅外高速垂直光電二極管的設(shè)計提供了一種新型的方法。為應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的光接收模塊提供了核心芯片，突破未來更高速光模塊開發(fā)的關(guān)鍵硬件技術(shù)壁壘
 

　　王亮教授研究團隊通過調(diào)整MOCVD的溫度、V/III比、摻雜濃度等生長參數(shù)實現(xiàn)低缺陷密度和高摻雜精度的外延結(jié)構(gòu)生長。在單行載流子器件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出并設(shè)計了新型的表面等離激元增強單行載流子探測器，利用光在金屬表面的局域表面等離激元效應(yīng)，增強吸收區(qū)對于光信號的吸收。研究團隊的所制造的器件具有0.12A/W的高響應(yīng)度，在-3 V偏壓下具有2.52 nA的暗電流，當芯片結(jié)區(qū)面積小于100 μm2時3dB帶寬超過40 GHz。相比于同類器件，響應(yīng)度增強了147%，具備更高的信噪比，為高速光互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提供優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)化芯片。
 

圖1表面等離激元增強單行載流子探測器示意圖
 

　　中國科學技術(shù)大學光學與光學工程系王亮教授為該論文的通訊作者，博士研究生張博健為該論文的第一作者。本項研究得到國家科技部、國家自然科學基金和安徽省科技廳的資助，也得到了中國科大物理學院、中國電子科技集團第13研究所、中國科大微納研究與制造中心、中國科學院量子信息重點實驗室的支持。