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費米能級可控勢壘(FMB)二極管

發布時間:2020-07-15閱讀次數:137次
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費米能級可控勢壘(FMB)二極管是一種基于InP/InGaAs異質結構的超低噪聲THz探測器。FMB二極管用InGaAs/ InP異質界面(InP勢壘~ 100mev)代替肖特基勢壘二極管(SBD)中的金屬/半導體界面。這種低的勢壘高度可提供低的二極管差分電阻(Rd),并在二極管和寬帶蝴蝶結型天線之間提供良好的阻抗匹配。


產品特點

? 超低噪聲等效功率(NEP)

?  高電壓和電流靈敏度

?  零偏置電壓操作

?  常溫操作

?  自互補蝴蝶結型天線

?  集成準光學探測器

具體參數


外形尺寸


FMB二極管核心概念

H.Ito et. al., Jpn. J. Appl. Phys., 56(1), pp. 014101-1-014101-7, 2017

異質勢壘結構由n-InGaAs,未摻雜的InP和n-InP層組成。根據載流子密度,高摻雜n-InGaAs中的費米能級可以位于導帶邊緣以上(稱為“帶填充效應”)。基于該特征現象,可以將InP / InGaAs異質界面處的勢壘高度(?Bn)降低至100meV以下。由于通過如此小的勢壘高度實現了低差分電阻,因此集成了寬帶扇形90°蝴蝶結型天線的FMB二極管可產生約5.0 pW / sqrt(Hz)的良好噪聲等效功率。

平方律檢波

H.Ito et.al.,Jpn.J.Appl.Phys.,56(1),pp.014101-1-014101-7,2017

IOD-FMB-18001模塊非常適合應用于超低噪聲的平方律檢波。所獲得的電壓靈敏度在300 GHz時高達2MV/W,在1THz時高達0.2MV/W。上圖顯示了IOD-FMB-18001的輸入功率和輸出電壓之間的關系。300GHz的動態范圍超過100dB(105)。噪聲等效功率(NEP)估計在300GHz時低至3.0pW/sqrt(Hz),在1THz時低至33pW/sqrt(Hz)。

光外差探測

H.Ito et. al., Electron. Lett., 54(18), pp.1080-1082, 2018

外差檢測方案是實現低噪聲測量最有用的技術。IOD-FMB-19001專為外差檢測而設計,是帶有寬帶跨阻放大器(TIA)的準光學FMB二極管模塊。該模塊在平方律檢波模式下在300GHz時表現出約21kV/W的差分電壓靈敏度,在外差檢測模式下顯示出約11GHz的IF帶寬。上圖顯示了300GHz附近NEP與LO功率之間的關系。此處獲得的最低NEP約為1.1×10-18W/Hz,LO功率僅為6μW。

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