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德州大學(xué)開發(fā)出半導(dǎo)體測(cè)量新技術(shù) 比以往提升10萬(wàn)倍

電子工程師 ? 來(lái)源:yxw ? 2019-05-14 10:01 ? 次閱讀

UT(德州大學(xué),University of Texas)研究人員開發(fā)出一種半導(dǎo)體測(cè)量新技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)的靈敏度比以往測(cè)量技術(shù)提升了10萬(wàn)倍。

UT電氣與計(jì)算機(jī)工程專業(yè)的研究生Sukrith Dev與UT中紅外光學(xué)研究小組的電氣與計(jì)算機(jī)工程副教授Daniel Wasserman共同完成了該研究。

比起現(xiàn)有技術(shù),該項(xiàng)新測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于小尺寸表征材料的能力得到顯著增強(qiáng),這將加速二維、微尺寸和納米尺寸材料的發(fā)現(xiàn)和研究。特別是在電子和光學(xué)器件尺寸不斷縮小的大趨勢(shì)下,實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量小尺寸半導(dǎo)體材料特性將有助于工程師確定材料的應(yīng)用范圍。

Dev認(rèn)為:“新技術(shù)可以提升大家對(duì)紅外傳感器技術(shù)的認(rèn)識(shí),并為夜視、自由空間通信開辟出有前景的新方向!本質(zhì)上,我們的新技術(shù)可以更靈敏地獲取一種叫做載流子壽命(carrier lifetime)的材料特性,這將有助于確定材料質(zhì)量并確定其潛在應(yīng)用?!?/p>

光電材料中電子保持“光激發(fā)”狀態(tài)或產(chǎn)生電信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)短,是該材料在光電檢測(cè)應(yīng)用中潛在質(zhì)量的可靠指標(biāo)。目前用于測(cè)量光激發(fā)電子載流子動(dòng)力學(xué)或壽命的方法,成本高、復(fù)雜且精度有限。

Dev進(jìn)一步解釋道:“當(dāng)某些半導(dǎo)體材料受到光照時(shí),電子會(huì)被激發(fā)并暫時(shí)自由。載流子壽命是指這些自由電子在重新結(jié)合到各自位置之前保持激發(fā)的時(shí)間。載流子壽命是重要的材料參數(shù),它是體現(xiàn)材料整體光學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo),同時(shí)它也決定了某種材料用于光電探測(cè)器的應(yīng)用范圍。例如,如果想提升通信能力,就需要載流子壽命相當(dāng)短的材料。如果想要如熱成像等靈敏度非常高的器件,那就需要載流子壽命很長(zhǎng)的材料?!?/p>

Dev和Wasserman的策略較為獨(dú)特,他們使用光信號(hào)來(lái)調(diào)制微波信號(hào),這與傳統(tǒng)測(cè)試方法正相反。

Dev說(shuō):“傳統(tǒng)測(cè)試方法的問(wèn)題在于,必須收集光且其輻射能力真的很差。但由于我們將微波限制在很小的脈沖容量?jī)?nèi),因此我們的技術(shù)可以使它更加靈敏。”

Dev認(rèn)為:“有了這項(xiàng)技術(shù),未來(lái)可以開發(fā)出更靈敏的紅外傳感器。同時(shí),這項(xiàng)技術(shù)可能有助于自由空間通信或帶寬的提升,并為電磁學(xué)和固體物理學(xué)的研究開辟新領(lǐng)域?!?/p>

UT電氣工程專業(yè)大二學(xué)生Mihir Shah表達(dá)了他對(duì)半導(dǎo)體和固態(tài)物理領(lǐng)域的熱情。Shah說(shuō):“我認(rèn)為,如今探索用于計(jì)算的新領(lǐng)域比以往任何時(shí)候都更加重要。我很愿意在光子集成電路領(lǐng)域做些研究,以便看到在如今電子生態(tài)系統(tǒng)中有更多光子系統(tǒng)的應(yīng)用?!?/p>

UT電氣工程專業(yè)大二學(xué)生Jaime Tan Leon則認(rèn)為,電子領(lǐng)域的研究將越來(lái)越重要。Tan Leon說(shuō):“電氣工程師在解決問(wèn)題中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。對(duì)工程師來(lái)說(shuō),現(xiàn)在研究提升靈敏度和質(zhì)量的新想法對(duì)未來(lái)非常重要?!?/p>

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