7/29/2019, 光纖在線英國消息，謝菲爾德大學易鑫博士供稿，以英國謝菲爾德大學陳志興教授為首的一個國際性研發(fā)團隊在近紅外雪崩擊穿二極管研究方面取得突破，有望對現有光電探測器技術實現巨大進步。

近紅外雪崩擊穿二極管(APD)探測器是高速、高靈敏度光通信系統(tǒng)以及激光雷達等熱門應用的核心元器件�？赡壳耙糟熸壣檠┍罁舸┒�極管（InGaAs APD）為主導的近紅外APD始終受限于傳統(tǒng)倍增區(qū)材料,磷化銦(InP)和銦鋁砷(InAlAs),的隨機碰撞電離噪聲，從而導致該器件靈敏度大幅度降低。多年來國內外研究學者都在積極尋找與InGaAs、InP光電平臺工藝兼容、卻擁有與體硅材料（Silicon）的超低碰撞電離噪聲性能類似的新型半導體材料。

英國謝菲爾德大學先進探測器研發(fā)中心主任，陳志興(Chee Hing Tan)教授，于2012年首次提出采用與InP平臺匹配的鋁砷銻（AlAs0.56Sb0.44）作為倍增區(qū)材料，并成功展示了AlAs0.56Sb0.44 在薄膜倍增層厚度下，其器件具備低噪聲、低工作電壓性能。

謝菲爾德大學研發(fā)團隊隨后協(xié)同卡迪夫大學Ser Cymru Research Chair, Diana Huffaker教授、謝拾玉博士以及加州大學洛杉磯分校集成納米結構中心主任梁寶來博士，合作開展AlAs0.56Sb0.44在寬電場工作狀態(tài)下的材料特性研究。其中梁寶來博士采用數字合金的生長方式解決了厚膜AlAs0.56Sb0.44外延材料的技術挑戰(zhàn)，并由謝菲爾德大學John David教授和陳志興教授主導下對其增益與噪聲性能進行了完整的材料測試與分析。隨后謝拾玉博士通過對AlAs0.56Sb0.44 分離吸收倍增層APD結構設計、以及器件增益帶寬積與靈敏度性能模擬計算分析，指出基于該材料體系的垂直型器件結構可實現室溫下單波25Gbps的信號輸送，并且在誤碼率為10-12 APD靈敏度為-25.7 dBm。

該工作結果發(fā)表于最新一期的Nature Photonics[1]。根據相關的測試與模擬分析結果，證明AlAs0.56Sb0.44 可以超越現有所有InGaAs APD技術，甚至包括Si/Ge APD。這將是對現有光電探測器技術的巨大進步，并且其接近理論極限的增益-噪聲特性將對5G光通信、基于激光雷達系統(tǒng)的無人駕駛、以及光纖通信帶來革命性創(chuàng)新。

目前團隊正積極開發(fā)其理論預測的高速及高靈敏度器件性能。

Reference:  
[1] Xin Yi et al., Nature Photonics (2019) ; DOI : https://doi.org/10.1038/s41566-019-0477-4