据麦姆斯咨询报导，传感和成像使用需求作业在2μm波段的高灵敏度光电勘探器，但暗电流密度（Jdark）难以操控，严峻阻止了前沿器材的研制发展。中红外（2~5 μm）勘探所用窄带隙资料遭到载流子复合和能带间地道效应的困扰，因而中红外勘探器只能在低温下作业。HgCdTe（碲镉汞）是现在最常用的资料体系，作业于温度为125K时，增益为10，Jdark为3 × 10⁴ A cm⁻²。

  美国弗吉尼亚大学和德克萨斯大学奥斯汀分校的电气与计算机工程师研制出功能创历史记录的雪崩光电二极管（APD），有望为下一代夜视成像和激光雷达（LiDAR）光电勘探器带来革新性技能。对激光雷达来讲，该团队供给的低噪声、2μm波长的APD可在满意人眼安全的前提下接纳高功率激光。

  这项研讨效果发表于2020年5月18日的《天然光子学》（Nature Photonics），论文标题为《用于2μm中红外勘探使用的低噪声、高温AlInAsSb/GaSb雪崩光电二极管》（Low-noise high-temperature AlInAsSb/GaSb avalanche photodiodes for 2-μm applications）。能够刊载于该月刊的论文均是关于光源、光束操作和光学勘探研讨的顶尖效果。在论文中，作者介绍了用于2μm中红外勘探APD的概况信息和实验成果，在作业时分的温度为200~220 K时，与现有器材低温作业时的Jdark适当，并证明了过噪声十分低（k ≈0.01），在室温下增益超过了100。

  该团队选用了Bank地点先进半导体外延实验室研制的数字合金，其光学功能和电气功能都很优异。Bank选用分子束外延技能生长出由铝（AI）、铟（In）、砷（As）和锑（Sb）组成的合金。该合金兼具长波长高灵敏度、超低噪声，并具有现有低噪声APD资料没办法完结的低暗电流规划灵活性。

  Bank解说：“咱们也能够将晶体生长进程操控到原子级，这样就完结了无法天然组成的晶体，规划时也考虑到其需求结合有用光电勘探器的根本资料特性。”

  该团队供给的APD是面向激光雷达的高灵敏度、紧凑型接纳器的抱负解决计划。许多激光雷达使用，例如机器人、无人驾驶轿车、广域监督和地势制作，均需求高分辨率的传感器，足以勘探到物体反射回来时已大幅衰减的光信号。为取得更强的回来光信号，就需求更高的激光功率，这样会添加眼睛受伤危险，因而人眼安全问题也约束了下一代激光雷达体系的选用。

  “对激光雷达来讲，2μm中红外波段是抱负的挑选，既满意人眼安全要求，又能够被勘探器接纳。能幻想，咱们的APD将成为影响许多高灵敏度勘探器的关键技能。”

  现在这项作业的晶圆代作业业正在英国IQE公司搬运，而Lockheed Martin公司在进行集成读出电路的光电二极管阵列开发作业。未来，两所大学的协作将集中于完结室温下的低噪声作业，将作业波长进一步扩展，并将灵敏度提高到单光子水平。

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