Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Detektory podczerwieni na bazie supersieci II rodzaju ze związków InAs/GalnSb

100%

Gawron W. , Rogalski A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

tom Vol. 50, nr 5

58-61

PL

Artykuł przedstawia opracowanie na temat detektorów podczerwieni na bazie supersieci II rodzaju ze związków InAs/GalnSb. Powstało ono w Vigo System S.A. w ramach realizacji zadania nr 3 PBZ -MNiSW 02/1/2007. Celem tego zadania jest opracowanie i zbadanie właściwości detektorów podczerwieni na bazie supersieci II rodzaju z InAs/GalnSb. Podstawę do konstrukcji detektorów stanowić będą struktury na bazie supersieci II rodzaju z InAs/InGaSb, wykonane w ramach zadania nr 2 PBZ-MNiSW 02/1/2007, realizowanego równolegle w Instytucie Technologii Elektronowej.

EN

This article presents scientific results of works carried out in VIGO System S.A. accomplished during realization of grant 3 PBZ-MNiSW 02/1/2007 supported by the Polish Ministry of Science and Higher Education. We present most recent results and review progress over the past few years regarding InAs/GaSb Type II superlattices for photovoltaic detectors.

2

Detektory na bazie supersieci II rodzaju InAs/GaSb dla zakresu promieniowania średniej podczerwieni

100%

Kaniewski J. , Jasik A. , Sankowska I. , Czuba K. , Papis-Polakowska E. , Jureńczyk J. , Sakowicz M. , Regiński K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

tom Vol. 57, nr 8

27--34

PL

Fotodetektory średniej podczerwieni wykorzystywane są w wielu zastosowaniach, np. wojskowych, medycznych czy przemysłowych. W ostatnich latach supersieci II rodzaju InAs/GaSb wykazały ogromny potencjał pozwalający na zastąpienie powszechnie wykorzystywanych przyrządów bazujących na HgCdTe. Niestety pomimo starań wielu grup badawczych nadal nie udało się w pełni wykorzystać ich możliwości. W pracy zaprezentowano obecny stan technologii wytwarzania fotodetektorów na bazie supersieci II rodzaju InAs/GaSb, pracujących w zakresie od 3 do 5 μm, w Instytucie Technologii Elektronowej (ITE). Opisane zostały kolejne etapy: krystalizacja supersieci, charakteryzacja struktur epitaksjalnych, technologia przyrządów oraz charakteryzacja elektryczna i optyczna detektorów. Na koniec porównano uzyskane parametry użytkowe fotodetektorów dostępnych komercyjnie i wytwarzanych w ITE.

EN

Mid-infrared photodetectors are used in many industrial, medical and military applications. In recent years type II InAs/GaSb superlattices have shown great potential, which could allow them to substitute commonly used HgCdTe devices. Despite the effort of many research groups full capabilities of this material have not been utilized yet. In this paper an overview of type II InAs/GaSb photodetector (3–5 μm) technology in Institute of Electron Technology (IET) is presented. The following stages have been described: epitaxy of superlattices, characterization of epitaxial structures, processing and characterization of devices. At the end parameters of photodetectors manufactured in IET have been compared with those of commercially available devices.

3

Interface influence on structural properties of InAs/GaSb type-II superlattices

94%

Kubacka-Traczyk J. , Sankowska I. , Kaniowski J.

Optica Applicata

|

2009

|

tom Vol. 39, nr 4

875-879

EN

Theoretical studies of interface impact on structural properties of InAs/GaSb type-II superlattices were carried out. Multilayer structures used for mid-infrared detection were considered. The superlattices examined consisted of 190 pairs of 9 monolayers (MLs) of InAs and 10 MLs of GaSb. Both types of interfaces, i.e., "GaAs-like" as well as "InSb-like", were analyzed. The simulations were performed using dynamical theory of diffraction for different thicknesses of interface layers. The lattice mismatch was extracted from X-ray diffraction profiles. The analysis performed shows that the strain-balanced InAs/GaSb superlattice can be optimized by using thin InSb-like or GaAs-like interface layers simultaneously.

4

Type-II superlattice detectors for free space optics applications and higher operating temperature conditions

94%

Hackiewicz K. , Martyniuk P. , Rutkowski J. , Manyk T. , Mikołajczyk J.

Opto-Electronics Review

|

2018

|

tom Vol. 26, No. 4

279--284

EN

The utmost limit performance of interband cascade detectors optimized for the longwave range ofinfrared radiation is investigated in this work. Currently, materials from the III–V group are character-ized by short carrier lifetimes limited by Shockley-Read-Hall generation and recombination processes.The maximum carrier lifetime values reported at 77 K for the type-II superlattices InAs/GaSb andInAs/InAsSb in a longwave range correspond to ∼200 and ∼400 ns. We estimated theoretical detectivityof interband cascade detectors assuming above carrier lifetimes and a value of ∼1–50μs reported for awell-known HgCdTe material. It has been shown that for room temperature the limit value of detctivityis of ∼3–4×10¹⁰cmHz½/W for the optimized detector operating at the wavelength range ∼10μm couldbe reached.

5

Struktury detektora podczerwieni na bazie supersieci II rodzaju ze związków InAs/GaSb

84%

Kaniewski J. , Jasik A. , Regiński K. , Sankowska I. , Pierścińska D. , Pierściński K. , Papis E. , Wawro A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

tom Vol. 52, nr 10

18-21

PL

W artykule przedstawiono aktualny stan technologii detektorów podczerwieni na bazie supersieci II-rodzaju ze związków InAs/GaSb. Detektory te wytwarzane są metodą epiaksji z wiązek molekularnych MBE w Instytucie Technologoii Elektronowej (ITE) w Warszawie.

EN

Present state of technology of infrared detectors based on InAs/GaSb type-II superlattice is presented. Detectors of this type are fabricated by molecular beam epitaxy MBE at the Institute of Electron Technology (IET) in Warsaw.

6

Obliczanie współczynnika absorbcji supersieci InAs/GaSb

84%

Machowska-Podsiadło E. , Bugajski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

tom Vol. 55, nr 11

60-62

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń dla supersieci (InAs)10 ML / (GaSb)10 ML z asymetrycznymi powierzchniami międzyfazowymi. Symulacje zrealizowano z zastosowaniem zmodyfikowanej 3-pasmowej metody k•p, która uwzględnia mieszanie się stanów ciężkich oraz lekkich dziur na powierzchniach międzyfazowych w strukturze. Wyznaczono strukturę pasmową oraz współczynnik absorpcji supersieci, w temperaturze T=300K. Obliczenia wykonano dla światła padającego na strukturę prostopadle do płaszczyzny warstw supersieci (tj. w kierunku z) i spolaryzowanego w kierunku x (polaryzacja TE). Symulacje zrealizowano dla dwóch dyskretyzacji w przestrzeni wektora falowego kt=(kx, ky), tj. z krokiem Δkx=Δky=0,01π/a oraz Δkx=Δky=0,005π/a, gdzie a jest stałą sieci.

EN

The paper presents results of calculations of band structure of (InAs)10 ML / (GaSb)10 ML superlattice with asymetric interfaces. Simulations have been performed using modified k•p method which takes into account valence band mixing at the interfaces. The absorption coefficient of the superlattice has been determined at T=300K. The calculation has been done for normal incidence and TM polarization of incoming light. Two different discredizations in the wavevector space kt=(kx, ky) have been considered; with Δkx=Δky=0,01π/a step and Δkx=Δky=0,005π/a, where a is lattice constant.

7

Interfaces as design tools for short-period InAs/GaSb type-II superlattices for mid-infrared detectors

83%

Szmulowicz F. , Haugan H. J. , Brown G. J. , Mahalingam K. , Ullrich B. , Munshi S. R. , Grazulis L.

Opto-Electronics Review

|

2006

|

tom Vol. 14, No. 1

71-77

EN

The effect of interface anisotropy on the electronic structure of InAs/GaSb type-II superlattices is exploited in the design of thin-layer superlattices for mid-IR detection threshold. The design is based on a theoretical envelope function model that incorporates the change of anion and cation species across InAs/GaSb interfaces, in particular, across the preferred InSb interface. The model predicts that a given threshold can be reached for a range of superlattice periods with InAs and GaSb layers as thin as a few monolayers. Although the oscillator strengths are predicted to be larger for thinner period superlattices, the absorption coefficients are comparable because of the compensating effect of larger band widths. However, larger intervalence band separations for thinner-period samples should lead to longer minority electron Auger lifetimes and higher operating temperatures in p-type SLs. In addition, the hole masses for thinner-period samples are on the order the free-electron mass rather than being effectively infinite for the wider period samples. Therefore, holes should also contribute to photoresponse. A number of superlattices with periods ranging from 50.6 to 21.2 Å for the 4 µm detection threshold were grown by molecular beam epitaxy based on the model design. Low temperature photoluminescence and photoresponse spectra confirmed that the superlattice band gaps remained constant at 330 meV although the period changed by the factor of 2.5. Overall, the present study points to the importance of interfaces as a tool in the design and growth of thin superlattices for mid-IR detectors for room temperature operation.

8

Transport studies of MBE-grown InAs/GaSb superlattices

83%

Szmulowicz F. , Haugan H. J. , Elhamri S. , Brown G. J. , Mitchel W. C.

Opto-Electronics Review

|

2010

|

tom Vol. 18, No. 3

267-270

EN

We report on the results of transport studies of MBE-grown InAs/GaSb superlattices. We demonstrate that the in-plane mobility is limited by interface roughness scattering by showing that, as a function of InAs layer width L, the in-plane mobility behaves as μ ∝ L5.3, which closely follows the classic sixth power dependence expected from theory for interface-roughness-limited mobility. Fits to the mobility data indicate that, for one monolayer surface roughness, the roughness correlation length is about 35 Å. Next, we show that the in-plane carrier mobility in InAs/GaSb superlattices is inversely proportional to carrier density in n- and p-type samples, the result of screened interface roughness scattering.

9

Type-II InAs/GaSb photodiodes and focal plane arrays aimed at high operating temperatures

71%

Razeghi M. , Abdollahi Pour S. , Huang E. K. , Chen G. , Haddadi A. , Nguyen B. M.

Opto-Electronics Review

|

2011

|

tom Vol. 19, No. 3

261-269

EN

Recent efforts to improve the performance of type II InAs/GaSb superlattice photodiodes and focal plane arrays (FPA) have been reviewed. The theoretical bandstructure models have been discussed first. A review of recent developments in growth and characterization techniques is given. The efforts to improve the performance of MWIR photodiodes and focal plane arrays (FPAs) have been reviewed and the latest results have been reported. It is shown that these improvements has resulted in background limited performance (BLIP) of single element photodiodes up to 180 K. FPA shows a constant noise equivalent temperature difference (NEDT) of 11 mK up to 120 K and it shows human body imaging up to 170 K.

10

Barierowe struktury detekcyjne : nowe możliwości

67%

Martyniuk P. , Kowaleski A. , Gawron W. , Rogalski A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

tom Vol. 53, nr 11

102-105

PL

Detektory promieniowania podczerwonego z wąską przerwą energetyczną wymagają chłodzenia celem ograniczenia prądów ciemnych generowanych w strukturze detekcyjnej wśród których najważniejszymi są: procesy generacyjno - rekombinacyjne Shockley-Read-Halla i procesy Augera. Obecnie, zwiekszenie temperatury pracy urządzeń detekcyjnych bez ograniczenia ich osiągów jest głównym celem wielu zespołów badawczych. Procesy generacyjno - rekombinacyjne Augera można ograniczyc poprzez budowę urządzęń detekcyjnych z supersieci II rodzaju (type II superlattice - T2SLs) z związków AIIIBV należących do rodziny 6.1 L. Implementacja barier do struktur detekcyjnych pozwala zredukować niekorzystny wpły procesów Shockley-Read-Halla. Ograniczenie wpływu obu mechanizmów pozwoli zwiększyć temperaturę pracy detektora. Artykuł przedstawia osiągi unipolarnych detektorów nBn z T2SLs InAs/GaSb/B- AI₀.₂Ga₀.₈Sb i HgCdTe oraz ich potencjalne możliwości w rozwoju detektorów promieniowania podczerwonego.

EN

The narrow band gap infrared detectors require cryogenic cooling to suppress dark current, which is typically limited by Shockley-Read-Hall (SRH) and Auger generation-recombination processes. Currently, increasing the operating temperature of the infrared detection systems without sacrificing its performance remains to be a crucial objective of the research groups. Intrinsic Auger thermal generation recombination process could be controlled by implementation of the type II superlattices (T2SLs) AIIIBV 6.1 L family to the detectors architecture while extrinsic SRH process could be suppressed by the barrier's incorporation into detector's structure respectively. Both SHR and Auger suppression lead to increase of the device's operating temperature. The paper reports on the unipolar barrier infrared detector (UBIRD) medium wavelength infrared (MWIR) HgCdTe nBn/B-n type and T2SLs nBn lnAs/GaSb/B-AI₀.₂Ga₀.₈Sb detector's photoelectrical performance and their potential possibilities in the field of infrared detectors development.

11

Detektory barierowe : nowe trendy

67%

Martyniuk P. , Kopytko M. , Rogalski A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

tom Vol. 57, nr 9

62--65

PL

W artykule omówiono nowe trendy w rozwoju wysokotemperaturowych – nie wymagających chłodzenia kriogenicznego – barierowych detektorów podczerwieni. Przedstawiono podstawy teoretyczne, podstawową strukturę typu nBn, jak również dokonano przeglądu materiałów wykorzystywanych do wytwarzania detektorów barierowych pod względem granicznych wartości prądu ciemnego. Przedstawiono osiągi detektorów barierowych wytwarzanych z supersieci-II rodzaju materiałów grupy AIIIBV InAs/GaSb i InAs/InAsSb. W przypadku InAs/InAsSb szacowania teoretyczne wskazują na lepsze osiągi niż te uzyskiwane dla układu InAs/GaSb. Nie pominięto materiałów objętościowych z grupyAIIIBV: InAs, InAsSb i InGaAsSb, jak również dominującego obecnie HgCdTe. Detektory barierowe związków grupyAIIIBV, zarówno z materiałów litych jak i z supersieci-II typu, stanowią realną alternatywę dla HgCdTe do zastosowań wysokotemperaturowych, choć najniższe graniczne wartości prądu nadal uzyskuje się dla struktur z HgCdTe.

EN

In the paper we discussed the new trends in higher operating temperature – exhibiting no requirements related to the cryogenic cooling – the barrier IR detectors. We presented basic theory, simple nBn structure, and reviewed the materials used for the nBn detectors in terms of the utmost dark current. The performance was presented for type-II superllatices InAs/GaSb and InAs/InAsSb. Theoretical simulations indicate that T2SLs InAs/InAsSb exhibits lower SRH generation recombination rates in comparison to the InAs/GaSb. The performance of the bulk InAsSb and HgCdTe materials was also presented. TheAIIIBV bulk and type-II superlattices barrier detectors could be treated as an alternative to the HgCdTe detectors for higher operating temperature conditions. The utmost dark current was found for HgCdTe nBn barrier detectors.

12

Struktura pasmowa i optyczne właściwości supersieci InAs/GaSb

67%

Machowska-Podsiadło E. , Jasik A. , Pierściński K. , Bugajski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

tom Vol. 51, nr 10

30-32

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń stanów elektronowych w supersieciach II rodzaju wykonane dla trzech próbek, złożonych z 30 sekwencji warstw o grubości nominalnej 8 ML InAs/8 ML GaSb oraz zmierzone dla nich widma luminescencji (PL). Badane supersieci zostały wykonane metodą epitaksji z wiązki molekularnej na podłożu GaSb. Prezentowane widma PL są zgodne z wynikami przedstawionymi w pracy [1]. Krawędź absorpcji badanych supersieci otrzymano na poziomie 4,26 µm. Wyniki eksperymentu porównano z wynikami obliczeń numerycznych, wykonanych metodą opisaną, w pracy [2]. Stany elektronowe supersieci wyznaczono z uwzględnieniem mieszania się stanów dziur ciężkich (HH) oraz dziur lekkich (LH) na powierzchniach międzyfazowych pomiędzy warstwami supersieci. W obliczeniach uwzględniono zjawisko nieparaboliczności pasm, związane z wąską, przerwą energetyczną arsenku indu. Wyniki przeprowadzonych symulacji korespondują z wynikami otrzymanymi na podstawie eksperymentu.

EN

In the work we present the results of the electron states calculation in the type-II superlattices. Calculations were performed for the three samples with the 30 layer sequence with the nominal thickness 8 ML InAs/8 ML GaSb. We also present the photoluminescence (PL) spectra measured for the investigated structures. The superlattices were grown on GaSb substrate with the use of molecular beam epitaxy. The measured PL spectra are in a good agreement with the results presented in the work [1]. The cutt-off wavelength of the investigated superlattices was obtained on the level of 4,26 µm. The experimental results were compared with the results of the numerical calculations which were performed with the use of the method presented in the work [2]. The electron states in the superlattice were calculated taking into account the effect of heavy hole and light hole mixing at the interfaces between InAs and GaSb layers. In the calculations we considered the effect of the nonparabolicity which is the consequence of the narrow InAs band gap. The results of calculation correspond with the results obtained from the experiment.

13

Metody pasywacji nowoczesnych struktur detektorów podczerwieni

59%

Papis-Polakowska E.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

tom Vol. 57, nr 1

10--17

PL

Technologia nowoczesnych detektorów, opartych na antymonkowych supersieciach wymaga specjalnego podejścia. Z jednej strony, podyktowane jest to ich wyrafinowaną konstrukcją, z drugiej, wynika ze specyfiki chemicznej natury półprzewodników III-V, w szczególności ich oddziaływania z tlenem. W odniesieniu do materiałów antymonkowych, pasywacja, zarówno w rozumieniu poprawy morfologii powierzchni, usunięcia tlenków resztkowych, jak i zredukowania gęstości stanów powierzchniowych, jest niezbędna i stanowi zasadniczy temat artykułu. Przedstawiono przegląd stosowanych metod i technik pasywacji detektorowych struktur supersieciowych, głównie w aspekcie ich fizyczno-chemicznego działania, a także rezultaty prac prowadzonych w tym zakresie w ITE.

EN

The modern type-II superlattice InAs/GaSb-based photodetectors require the special technological approach. This is due to both the specific reaction of GaSb and related compounds with oxygen as well as sophisticated thin strained-layer construction of IR detectors. In particular, an abrupt termination of tetrahedral GaSb and InAs crystal lattices along a given plane to form a surface leads to the formation of native oxides, and the traps at the oxide/semiconductor interface. These traps introduce energy states within the semiconductor energy gap, resulting in the Fermi level being pinned near midgap, thereby increasing the surface leakage current. Thus, in order to eliminate these problems and improve overall device performance the surface passivation is absolutely necessary. The review of the different passivation methods and techniques has been presented. The results of the research on the type-II InAs/GaSb infrared photodetectors carried out in ITE are presented as well.