【儀表網 儀表研發】中國科學技術大學王亮教授和韓正甫教授課題組研發的InGaAs單行載流子探測器芯片取得重大進展。該研究團隊通過設計優化表面等離激元結構，開發成功低暗計數、高響應度、高帶寬的單行載流子探測器芯片，為近紅外探測器性能提升提供了開創性的方法，相關研究成果以“Plasmonic Resonance Enhanced Low Dark Current and High-Speed InP/InGaAs Uni-Traveling-Carrier Photodiode”為題，發表在電子工程技術領域的知名期刊ACS Applied Electrical上。
 

　　基于等離基元結構的InGaAs材料的單行載流子探測器芯片具有極高帶寬，低暗電流和高響應度，為近紅外高速垂直光電二極管的設計提供了一種新型的方法。為應用于數據中心的光接收模塊提供了核心芯片，突破未來更高速光模塊開發的關鍵硬件技術壁壘
 

　　王亮教授研究團隊通過調整MOCVD的溫度、V/III比、摻雜濃度等生長參數實現低缺陷密度和高摻雜精度的外延結構生長。在單行載流子器件結構的基礎上提出并設計了新型的表面等離激元增強單行載流子探測器，利用光在金屬表面的局域表面等離激元效應，增強吸收區對于光信號的吸收。研究團隊的所制造的器件具有0.12A/W的高響應度，在-3 V偏壓下具有2.52 nA的暗電流，當芯片結區面積小于100 μm2時3dB帶寬超過40 GHz。相比于同類器件，響應度增強了147%，具備更高的信噪比，為高速光互聯網絡提供優質國產化芯片。
 

圖1表面等離激元增強單行載流子探測器示意圖
 

　　中國科學技術大學光學與光學工程系王亮教授為該論文的通訊作者，博士研究生張博健為該論文的第一作者。本項研究得到國家科技部、國家自然科學基金和安徽省科技廳的資助，也得到了中國科大物理學院、中國電子科技集團第13研究所、中國科大微納研究與制造中心、中國科學院量子信息重點實驗室的支持。