بهبود پلاسمونیکی جذب نور در آشکارساز های مادون قرمز بر پایه InSb با استفاده ازنانو ریبون های از جنس CdO:Dy

مقدمه: تکنولوژی IR برای تشخیص تابش های مادون قرمز و جدیدا نیز برای تشکیل تصویر از روی این گونه تابش ها مورد استفاده قرار می گیرد (مانند سیستم های تشخیص چهره و مراقبت، سیستم های بینایی تانک، موشک های ضد تانک، موشک های هوا به هوا و ...) [4-1]. مواد و روش ها: آشکارساز شبیه سازی شده در این مقاله، یک آشکارساز p-n مادون قرمز از جنس InSb است که در بازه طول موجی 3.7-4.8µm عمل می کند. از ساختار هایی به شکل ریبون برای افزایش میزان جذب نور در این آشکارسازها استفاده شده است. این ریبون ها از جنس CdO:Dy [5] هستند که خاصیت پلاسمونیک در بازه طول موجی ذکر شده از خود بروز می دهند. نور فرودی بر روی این ریبون ها، به نواسانات پلاسمونیکی ریبون های تعبیه شده کوپل شده و بخشی از نور که قبلا بازتابیده می شد، می تواند با وجود این ریبون ها به سمت ساختار هدایت شده و جذب شود. علاوه بر هدایت نور از طریق این ریبون ها، بازتاب های فبری پیروت بین آن ها نیز باعث به تله افتادن بیشتر نور شده و جذب نور را هر چه بیشر افزایش می دهد. نتیجه گیری: جهت به دست آوردن ساختار بهینه برای ریبون ها، شبیه سازی های سیستماتیکی به روش 2D-FDTD انجام شد و در نهایت نشان داده شد که میزان جذب نور را می توان تا 42% بهبود بخشید. برای تبدیل نور جذب شده به جریان الکتریکی، ساختار آشکارساز را بایاس کرده و جریان خروجی آن را نیز به دست آورده ایم که افزایشی برابر با 42% در میزان جریان نیز دیده شد.

Keywords:

آشکارساز مادون قرمز , InSb , پلاسمونیک , CdO:Dy