අර්ධ සන්නායක ලේසර්වල හදවත: ලාභ මාධ්‍යය පිළිබඳ ගැඹුරු බැල්මක්

දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික තාක්‍ෂණයේ වේගවත් දියුණුවත් සමඟ, අර්ධ සන්නායක ලේසර් විදුලි සංදේශ, වෛද්‍ය විද්‍යාව, කාර්මික සැකසුම් සහ LiDAR වැනි විවිධ ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වී ඇත, ඒවායේ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, සංයුක්ත ප්‍රමාණය සහ මොඩියුලේෂන් පහසුව නිසා. මෙම තාක්‍ෂණයේ හරය වන්නේ ලාභ මාධ්‍යය වන අතර එය අතිශයින්ම වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. එය සේවය කරන්නේ"ශක්ති ප්‍රභවය”එමඟින් උත්තේජනය කරන ලද විමෝචනය සහ ලේසර් උත්පාදනය සක්‍රීය කරයි, ලේසර් තීරණය කරයි'කාර්ය සාධනය, තරංග ආයාමය සහ යෙදුම් විභවය.

1. ලාභ මාධ්‍යයක් යනු කුමක්ද?

නමට අනුව, ලාභ මාධ්‍යයක් යනු දෘශ්‍ය විස්තාරණය සපයන ද්‍රව්‍යයකි. බාහිර ශක්ති ප්‍රභවයන් (විදුලි එන්නත් කිරීම හෝ දෘශ්‍ය පොම්ප කිරීම වැනි) මගින් උද්දීපනය වූ විට, එය උත්තේජනය කරන ලද විමෝචන යාන්ත්‍රණය හරහා සිදුවීම් ආලෝකය විස්තාරණය කර ලේසර් ප්‍රතිදානයට මග පාදයි.

අර්ධ සන්නායක ලේසර් වලදී, ලාභ මාධ්‍යය සාමාන්‍යයෙන් PN හන්දියේ ක්‍රියාකාරී කලාපයෙන් සමන්විත වන අතර, එහි ද්‍රව්‍ය සංයුතිය, ව්‍යුහය සහ මාත්‍රණ ක්‍රම එළිපත්ත ධාරාව, ​​විමෝචන තරංග ආයාමය, කාර්යක්ෂමතාව සහ තාප ලක්ෂණ වැනි ප්‍රධාන පරාමිතීන්ට සෘජුවම බලපායි.

2. අර්ධ සන්නායක ලේසර් වල පොදු ලාභ ද්‍රව්‍ය

III-V සංයෝග අර්ධ සන්නායක බහුලව භාවිතා වන ලාභ ද්‍රව්‍ය වේ. සාමාන්‍ය උදාහරණ අතරට:

① ① ශ්‍රව්‍යGaAs (ගැලියම් ආසනිඩ්)

850 දී ලේසර් විමෝචනය සඳහා සුදුසු වේ.–980 nm පරාසය, දෘශ්‍ය සන්නිවේදනය සහ ලේසර් මුද්‍රණය සඳහා බහුලව භාවිතා වේ.

② ② ශ්‍රේණියInP (ඉන්ඩියම් පොස්ෆයිඩ්)

1.3 µm සහ 1.55 µm කලාපවල විමෝචනය සඳහා භාවිතා වේ, ෆයිබර්-ඔප්ටික් සන්නිවේදනය සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.

③ ③ ශ්‍රව්‍යInGaAsP / AlGaAs / InGaN

ඒවායේ සංයුති විවිධ තරංග ආයාමයන් ලබා ගැනීම සඳහා සුසර කළ හැකි අතර, සුසර කළ හැකි-තරංග ආයාම ලේසර් මෝස්තර සඳහා පදනම සාදයි.

මෙම ද්‍රව්‍ය සාමාන්‍යයෙන් සෘජු කලාප පරතරය ව්‍යුහයන්ගෙන් සමන්විත වන අතර, ඒවා ෆෝටෝන විමෝචනය සමඟ ඉලෙක්ට්‍රෝන-කුහර ප්‍රතිසංයෝජනයේදී ඉතා කාර්යක්ෂම කරයි, අර්ධ සන්නායක ලේසර් ලාභ මාධ්‍යයේ භාවිතය සඳහා වඩාත් සුදුසුය.

3. ලාභ ව්‍යුහයන්ගේ පරිණාමය

නිෂ්පාදන තාක්ෂණයන් දියුණු වන විට, අර්ධ සන්නායක ලේසර්වල ලාභ ව්‍යුහයන් මුල් සමජාතීය සන්ධිවල සිට විෂම සන්ධි දක්වාත්, තවදුරටත් දියුණු ක්වොන්ටම් ළිඳ සහ ක්වොන්ටම් තිත් වින්‍යාසයන් දක්වාත් පරිණාමය වී ඇත.

① ① ශ්‍රව්‍යවිෂම හන්දිය ලාභ මධ්‍යම

අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය විවිධ කලාප පරතරයන් සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමෙන්, වාහක සහ ෆෝටෝන නම් කරන ලද කලාපවල ඵලදායී ලෙස සීමා කළ හැකි අතර, ලාභ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කර එළිපත්ත ධාරාව අඩු කරයි.

② ② ශ්‍රේණියක්වොන්ටම් ළිං ව්‍යුහයන්

ක්‍රියාකාරී කලාපයේ ඝණකම නැනෝමීටර පරිමාණයට අඩු කිරීමෙන්, ඉලෙක්ට්‍රෝන ද්විමානවලට සීමා කර ඇති අතර, විකිරණශීලී ප්‍රතිසංයෝජන කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කරයි. මෙය අඩු එළිපත්ත ධාරා සහ වඩා හොඳ තාප ස්ථායිතාවයක් සහිත ලේසර් වලට හේතු වේ.

③ ③ ශ්‍රව්‍යක්වොන්ටම් තිත් ව්‍යුහයන්

ස්වයං-එකලස් කිරීමේ ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කරමින්, ශුන්‍ය-මාන නැනෝ ව්‍යුහයන් සාදනු ලබන අතර, තියුණු ශක්ති මට්ටමේ ව්‍යාප්තියක් සපයයි. මෙම ව්‍යුහයන් වැඩිදියුණු කළ ලාභ ලක්ෂණ සහ තරංග ආයාම ස්ථායිතාව ලබා දෙන අතර, ඒවා ඊළඟ පරම්පරාවේ ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත අර්ධ සන්නායක ලේසර් සඳහා පර්යේෂණ ස්ථානයක් බවට පත් කරයි.

4. ලාභ මාධ්‍යය තීරණය කරන්නේ කුමක්ද?

① ① ශ්‍රව්‍යවිමෝචන තරංග ආයාමය

ද්‍රව්‍යයේ කලාප පරතරය ලේසර් බලපෑම තීරණය කරයි's තරංග ආයාමය. උදාහරණයක් ලෙස, InGaAs ආසන්න-අධෝරක්ත ලේසර් සඳහා සුදුසු වන අතර, InGaN නිල් හෝ දම් ලේසර් සඳහා භාවිතා වේ.

② ② ශ්‍රේණියකාර්යක්ෂමතාව සහ බලය

වාහක සංචලතාව සහ විකිරණශීලී නොවන ප්‍රතිසංයෝජන අනුපාත දෘශ්‍ය-විද්‍යුත් පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයට බලපායි.

③ ③ ශ්‍රව්‍යතාප කාර්ය සාධනය

විවිධ ද්‍රව්‍ය විවිධ ආකාරවලින් උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් වලට ප්‍රතිචාර දක්වන අතර, කාර්මික සහ හමුදා පරිසරවල ලේසර් වල විශ්වසනීයත්වයට බලපායි.

④ (අයිතමය)මොඩියුලේෂන් ප්‍රතිචාරය

ලාභ මාධ්‍යය ලේසර් වලට බලපෑම් කරයි'අධිවේගී සන්නිවේදන යෙදුම්වල ඉතා වැදගත් වන ප්‍රතිචාර වේගය.

5. නිගමනය

අර්ධ සන්නායක ලේසර්වල සංකීර්ණ ව්‍යුහය තුළ, ලාභ මාධ්‍යය සැබවින්ම එහි "හදවත" වේ.—ලේසර් ජනනය කිරීම සඳහා පමණක් නොව එහි ආයු කාලය, ස්ථාවරත්වය සහ යෙදුම් අවස්ථා කෙරෙහි බලපෑම් කිරීම සඳහා ද වගකිව යුතුය. ද්‍රව්‍ය තේරීමේ සිට ව්‍යුහාත්මක නිර්මාණය දක්වා, සාර්ව ක්‍රියාකාරිත්වයේ සිට අන්වීක්ෂීය යාන්ත්‍රණ දක්වා, ලාභ මාධ්‍යයේ සෑම ඉදිරි ගමනක්ම ලේසර් තාක්ෂණය වැඩි කාර්ය සාධනයක්, පුළුල් යෙදුම් සහ ගැඹුරු ගවේෂණයක් කරා ගෙන යයි.

ද්‍රව්‍ය විද්‍යාවේ සහ නැනෝ-නිර්මාණ තාක්ෂණයේ අඛණ්ඩ දියුණුවත් සමඟ, අනාගත ලාභ මාධ්‍යය ඉහළ දීප්තිය, පුළුල් තරංග ආයාම ආවරණය සහ වඩා හොඳ ලේසර් විසඳුම් ගෙන එනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.—විද්‍යාව, කර්මාන්ත සහ සමාජය සඳහා වැඩි හැකියාවන් විවෘත කිරීම.