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一种基于感性峰化实现的高速单行载流子光电探测器
发布时间: 2025-11-05
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术,新型电子元器件
成果介绍
本发明公开了一种基于感性峰化实现的高速单行载流子光电探测器，属于太赫兹通信领域；具体包括：从上到下依次为P型欧姆接触层，阻挡层，吸收层和收集层；吸收层采用梯度掺杂的方式引入内建电场，吸收层浓度差带来电势差，引入高电场，加速电子通过吸收层；收集层中包括N型掺杂崖层InP和N型轻掺杂的收集层InP；由于崖层InP的存在，增强了异质结界面处的电场强度，提高了吸收层电场的同时降低收集层电场。在吸收层与阻挡层之间添加过渡层用于平滑价带；在吸收层与收集层之间设有N型过渡层InGaAsP平滑导带；在同样的外延结构基础上，分别设计了P台面直径为5μm和3μm的两种UTC‑PD；通过合理的设计UTC‑PD的外延结构，实现高渡越时间带宽，同时采用感性峰化技术补偿有源区面积大带来的高电容特性，能够在不降低响应度的前提下提高器件的3dB带宽和饱和电流，并且器件的3dB带宽达到亚太赫兹水平，可以应用于太赫兹通信系统。
成果亮点
针对当前光电探测器在高速与高量子效率难以兼顾的瓶颈，本项目成功研制了一种基于感性峰化补偿技术的超高速单行载流子光电探测器。该成果通过引入精巧设计的片上电感元件，与探测器本征参量构成峰化网络，有效补偿了由载流子渡越时间和寄生电容导致的带宽限制，显著拓展了器件响应带宽。实测结果表明，该探测器在保持高响应度的同时，3dB带宽显著提升，成功实现了在数十GHz频率范围内的稳定、高效光电转换。这一创新结构突破了传统带宽-效率折衷关系的束缚，无需复杂的外围电路或昂贵的材料体系，为下一代高速光通信、微波光子学及太赫兹系统提供了关键核心器件，具有重要的科学价值与广阔的应用前景。
团队介绍
北京邮电大学
余建国 , 王雲 , 刘晓蕊 , 李凯乐 , 黄依波 , 张飞翔
成果资料
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