بررسي تئوري آشكارساز مادون قرمز نقطه كوانتومي ژرمانيوم/سيليكن

Theoretical analysis of Ge/Si quantum dot infrared photodetector

در اين مقاله ما از يك مدل نسبتا دقيق به منظور مطالعه تئوري جريان تاريكي و نوري آشكارساز مادون قرمز نقطه كوانتومي Ge/Si كه ساختار نواري متفاوتي را نسبت به نظاير آن در گروه سه - پنچ همچون InAs/GaAs #38;nbsp;دارند، استفاده كرده #38;shy;ايم. در بررسي #38;shy;مان، فرض كرده #38;shy;ايم كه هر دو مكانيزم تونل #38;shy;زني ميدانِ كمكي و انتشار حرارتي در تعيين اندازه جريان تاريكي سهيم هستند. وابستگي جريان تاريكي آشكارسازهاي نقطه كوانتومي به دما و ولتاژ، همچنين سهم تونل زني ميدانِ كمكي و انتشار حرارتي در دماها و ولتاژهاي متفاوت در آشكارساز بررسي شده اند. پيش بيني مي شود با توجه به نتايج بدست آمده، مقدار جريان تاريكي در نقاط كوانتومي Ge/Si نسبت به نظاير آن در گروه سه #38;ndash; پنچ كوچكتر باشد. در نتيجه اين ساختارها از قابليت آشكارسازي بهتري برخوردار هستند.

In the article, we have used an accurate model for theoretical studying of dark and illumination characteristics of Ge/Si quantum dot infrared photodetector. In our considerations it is assumed that both thermionic emission and field-assisted tunnelling mechanisms determine the dark current of quantum dot detector. Dependence of the QDIPs dark current to the temperature and voltage bias, and also the thermionic emission and field-assisted tunneling at various temperatures and biasing voltages are investigated. Our results predict that the dark current of Ge/Si quantum dot is smaller than other materials of Ⅲ-Ⅴ groups such as InAs/GaAs and as a result, detectivity in photodetectors can be improved.