High speed and high efficiency infrared photodetectors
Yüksek hızlı ve yüksek verimli kızılötesi fotodedektörler
- Tez No: 184695
- Danışmanlar: PROF. EKMEL ÖZBAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fotodedektör, yüksek hız, yüksek verim, resonant çınlaçarttırımı, kızılötesi dalgaboyları.iv, Photodetector, high speed, high efficiency, resonant cavityenhancement, infrared wavelengths.ii
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
ÖzetYÜKSEK HIZLI VE YÜKSEK VERİMLİ KIZILÖTESİFOTODEDEKTÖRLERİbrahim KimukinFizik DoktoraTez Yöneticisi: Prof. Ekmel ÖzbayAralık 2004Telekomnikasyon sistemlerine ilginin artması yüksek performanslı elemanlarınüretimiyle sonuçlanmıştır. Fotodedektörler optoelektronik entegre devrelerin vefiber iletiim sistemlerinin önemli bir parçasıdır. Resonant çınlaç arttırımıtekniğinini InGaAs temelli p-i-n tipi fotodedektörleri geliştirmek için kullandık.Dedektörlerin 1572 nm'deki %66 tepe kuantum verimi rezonatörsüz benzer birdedektöre göre 3 kat fazladır. Dedektörler aynı zamanda 28 GHz 3-dB bantralığınaiiisahiptir, ki bu değerler InGaAs temelli düşey fotodedektörler için en iyisonuçlardan biridir.Yüksek hızlı fotodedektörlere ilgi sadece fiber optic ağlar ile sınırlı değildir.Yakın zamanda havadan data iletimi kolay kurulum ve değişken yapılarındandolayı populer hale gelmiştir. Hernekadar şu anda kullanılan sistemler 840 nm ve1550 nm de çalışsa da, orta-kızılötesi dalagaboylarının avantajı yüksek hızlı lazerve fotodedektörlerin üretimine sebep olacaktır. InSb temelli p-i-n tipi dedektörlerorta-kızılötesi dalagaboylarında (3 ten 5 µm'ye) kullanılmak üzere üretiliptestedildi. Dedektör katmanları yarı-yalıtkan GaAs altaşın üzerine moleküler ışındemeti metodu ile büyütüldü. Dedektörler sıfır volt civarında düşük karanlık akımve yüksek dirence sahiptiler. 60 µm çaplı dedektörlerin hassasiyeti 7.98Ã109 cmHz1/2/W olarak ölçüldü. Son olarak yüksek hız ölçümlerine göre 30 µm ve 60 µmçaplı dedektörlerin hızları sırasıyla 8.5 GHz ve 6.0 GHz'tir.
Özet (Çeviri)
AbstractHIGH SPEED AND HIGH EFFICIENCY INFRAREDPHOTODETECTORSİbrahim KimukinPh. D. in PhysicsSupervisor: Prof. Ekmel ÖzbayDecember 2004The increasing demand for telecommunication systems resulted in productionof high performance components. Photodetectors are essential components ofoptoelectronic integrated circuits and fiber optic communication systems. Wesuccessfully used resonant cavity enhancement technique to improve InGaAsbased p-i-n photodetectors. The detectors had 66% peak quantum efficiency at1572 nm which showed 3 fold increases with respect to similar photodetectorwithout resonant cavity. The detectors had 28 GHz 3-dB bandwidth at the sametime. The bandwidth efficiency product for these detectors was 18.5 GHz, which isone of the best results for InGaAs based vertical photodetector.The interest in high speed photodetectors is not limited to fiber optic networks.In the recent years, data communication through the air has become popular due toiease of installation and flexibility of these systems. Although the current systemsstill operate at 840 nm or 1550 nm wavelengths, the advantage of mid-infraredwavelengths will result in the production of high speed lasers and photodetectors.InSb based p-i-n type photodetectors were fabricated and tested for the operationin the mid-infrared (3 to 5 µm) wavelength range. The epitaxial layers were grownon semi-insulating GaAs substrate by molecular beam epitaxy method. Thedetectors had low dark noise and high differential resistance around zero bias.Also the responsivity measurements showed 49% quantum efficiency. Thedetectivity was measured as 7.98Ã109 cm Hz1/2/W for 60 µm diameter detectors.Finally the high speed measurements showed 8.5 and 6.0 GHz bandwidth for 30µm and 60 µm diameter detectors, respectively.
Benzer Tezler
- Development of a large area germanium on insulator platform by liquid phase epitaxy
Sıvı faz epitaksi ile yalıtkan üzerine geniş alan germanyum platformu geliştirilmesi
ZİŞAN İREM ÖZYURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. SELÇUK YERCİ
DOÇ. ALPAN BEK
- Silicon germanium multi quantum wells for high efficiency optoelectronic devices
Silisyum germanyum çoklu kuantum kuyuları içeren yüksek verimli optoelektronik aygıtlar
ALPER YEŞİLYURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY
- Characterızatıon of MWIR quantum well infrared photodetector imagıng sensor arrays on InP substrates
InP taban üzerinde MWIR kuantum kuyulu kızılötesi fotodedektör görüntüleme sensörlerinin karakterizasyonu
ONUR TANIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ BEŞİKCİ
- Plasmonically enhanced silicon infrared schottky detector
Plazmonik yapılarla geliştirilmiş silikon kızılötesi schottky algılayıcı
KAZIM GÜRKAN POLAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY
- Geniş bant haberleşme uygulamaları için fotonik entegre devrelerde kullanılabilecek nano ışık kaynaklarının manyetik purcell etkisi ile tasarımı
Design of nano light sources with magnetic purcell effect that can be used in photonic integrated circuits for wideband communication applications
ŞUANUR KABA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP HAMEŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM ASLAN