ជាមួយនឹងការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃបច្ចេកវិទ្យា optoelectronic ឡាស៊ែរ semiconductor ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងវិស័យផ្សេងៗដូចជា ទូរគមនាគមន៍ ថ្នាំពេទ្យ ដំណើរការឧស្សាហកម្ម និង LiDAR ដោយសារប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ទំហំបង្រួម និងភាពងាយស្រួលនៃម៉ូឌុល។ ស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យានេះ ស្ថិតនៅលើមធ្យមភាគចំណេញ ដែលដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។ វាបម្រើជា“ប្រភពថាមពល”ដែលអាចជំរុញការបញ្ចេញ និងការបង្កើតឡាស៊ែរ កំណត់ឡាស៊ែរ's ការអនុវត្ត ប្រវែងរលក និងសក្តានុពលនៃកម្មវិធី។
1. តើអ្វីជាចំណូលមធ្យម?
ដូចដែលឈ្មោះបានបង្ហាញ ឧបករណ៍ផ្ទុកទទួលបានគឺជាសម្ភារៈដែលផ្តល់នូវការពង្រីកអុបទិក។ នៅពេលដែលរំភើបដោយប្រភពថាមពលខាងក្រៅ (ដូចជាការចាក់អគ្គិសនី ឬការបូមអុបទិក) វាពង្រីកពន្លឺដែលកើតឡើងតាមរយៈយន្តការនៃការបំភាយដែលបានជំរុញ ដែលនាំឱ្យទិន្នផលឡាស៊ែរ។
នៅក្នុងឡាស៊ែរ semiconductor មធ្យម ទទួលបានត្រូវបានផ្សំឡើងជាធម្មតានៃតំបន់សកម្មនៅប្រសព្វ PN ដែលសមាសភាពសម្ភារៈ រចនាសម្ព័ន្ធ និងវិធីសាស្រ្តនៃសារធាតុ doping ប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗដូចជា កម្រិតចរន្ត រលកនៃការបំភាយ ប្រសិទ្ធភាព និងលក្ខណៈកម្ដៅ។
2. សមា្ភារៈទទួលបានជាទូទៅនៅក្នុងឡាស៊ែរ Semiconductor
សមាសធាតុ semiconductors III-V គឺជាវត្ថុធាតុដើមដែលប្រើច្រើនបំផុត។ ឧទាហរណ៍ធម្មតារួមមាន:
①GaAs (Gallium Arsenide)
ស័ក្តិសមសម្រាប់ឡាស៊ែរ 850–ជួរ 980 nm ប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការទំនាក់ទំនងអុបទិក និងការបោះពុម្ពឡាស៊ែរ។
②InP (Indium Phosphide)
ប្រើសម្រាប់ការបំភាយនៅក្នុងក្រុមតន្រ្តី 1.3 µm និង 1.55 µm ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិក។
③InGaAsP / AlGaAs / InGaN
សមាសភាពរបស់ពួកគេអាចត្រូវបានលៃតម្រូវដើម្បីសម្រេចបាននូវប្រវែងរលកផ្សេងគ្នា បង្កើតជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការរចនាឡាស៊ែរដែលអាចផ្លាស់ប្តូរបាន-រលក។
សមា្ភារៈទាំងនេះជាធម្មតាមានរចនាសម្ព័ន្ធ bandgap ដោយផ្ទាល់ដែលធ្វើឱ្យពួកវាមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការផ្សំឡើងវិញនូវរន្ធអេឡិចត្រុងជាមួយនឹងការបំភាយ photon ដែលល្អសម្រាប់ប្រើក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកឡាស៊ែរ semiconductor ។
3. ការវិវត្តនៃរចនាសម្ព័ន្ធទទួលបាន
នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យានៃការប្រឌិតបានរីកចម្រើន រចនាសម្ព័ន្ធទទួលបាននៅក្នុងឡាស៊ែរ semiconductor បានវិវត្តន៍ពីភាពដូចគ្នាដំបូងទៅ heterojunctions និងបន្តទៅកម្រិតខ្ពស់នៃការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ quantum និង quantum dot ។
①Heterojunction ទទួលបានមធ្យម
តាមរយៈការរួមបញ្ចូលគ្នានៃសម្ភារៈ semiconductor ជាមួយនឹង bandgaps ផ្សេងគ្នា ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន និង photons អាចត្រូវបានបង្ខាំងប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៅក្នុងតំបន់ដែលបានកំណត់ បង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងកាត់បន្ថយចរន្ត។
②រចនាសម្ព័ន្ធអណ្តូង Quantum
ដោយកាត់បន្ថយកម្រាស់នៃតំបន់សកម្មទៅមាត្រដ្ឋាន nanometer អេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្ខាំងក្នុងវិមាត្រពីរ ដែលបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការផ្សំឡើងវិញដោយវិទ្យុសកម្មយ៉ាងខ្លាំង។ នេះបណ្តាលឱ្យឡាស៊ែរដែលមានចរន្តកម្រិតទាប និងស្ថេរភាពកម្ដៅប្រសើរជាងមុន។
③រចនាសម្ព័ន Quantum Dot
ដោយប្រើបច្ចេកទេសប្រមូលផ្តុំដោយខ្លួនឯង រចនាសម្ព័ន្ធ nano-dimensional សូន្យត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលផ្តល់នូវការចែកចាយកម្រិតថាមពលដ៏មុតស្រួច។ រចនាសម្ព័នទាំងនេះផ្តល់នូវភាពប្រសើរឡើងនៃលក្ខណៈទទួលបាន និងស្ថេរភាពនៃរលក ដែលធ្វើឱ្យពួកវាក្លាយជាចំណុចក្តៅស្រាវជ្រាវសម្រាប់ឡាស៊ែរ semiconductor ជំនាន់ក្រោយដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។
4. តើការទទួលបានមធ្យមកំណត់អ្វីខ្លះ?
①រលកបំភាយ
គម្លាតនៃសម្ភារៈកំណត់ឡាស៊ែរ's ប្រវែងរលក។ ឧទាហរណ៍ InGaAs គឺសមរម្យសម្រាប់ឡាស៊ែរជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ខណៈពេលដែល InGaN ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ឡាស៊ែរពណ៌ខៀវ ឬពណ៌ស្វាយ។
②ប្រសិទ្ធភាព និងថាមពល
ភាពចល័តនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន និងអត្រានៃការផ្សំឡើងវិញដែលមិនមានវិទ្យុសកម្មប៉ះពាល់ដល់ប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែងអុបទិកទៅអគ្គិសនី។
③ការសម្តែងកំដៅ
សមា្ភារៈផ្សេងគ្នាឆ្លើយតបទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពក្នុងវិធីផ្សេងៗគ្នាដែលជះឥទ្ធិពលលើភាពជឿជាក់នៃឡាស៊ែរនៅក្នុងបរិយាកាសឧស្សាហកម្មនិងយោធា។
④ការឆ្លើយតបម៉ូឌុល
ការទទួលបានមធ្យមមានឥទ្ធិពលលើឡាស៊ែរ's ល្បឿននៃការឆ្លើយតប ដែលមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងកម្មវិធីទំនាក់ទំនងល្បឿនលឿន។
5. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញនៃឡាស៊ែរ semiconductor មធ្យោបាយទទួលបានគឺពិតជា "បេះដូង" របស់វា។—មិនត្រឹមតែទទួលខុសត្រូវក្នុងការបង្កើតឡាស៊ែរប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានឥទ្ធិពលលើអាយុកាលរបស់វា ស្ថិរភាព និងសេណារីយ៉ូកម្មវិធី។ ចាប់ពីការជ្រើសរើសសម្ភារៈ រហូតដល់ការរចនារចនាសម្ព័ន្ធ ពីការអនុវត្តម៉ាក្រូស្កូបរហូតដល់យន្តការមីក្រូទស្សន៍ រាល់ការទម្លាយនៃមធ្យោបាយទទួលបានគឺជំរុញបច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរឆ្ពោះទៅរកការអនុវត្តកាន់តែធំ កម្មវិធីទូលំទូលាយ និងការរុករកកាន់តែស៊ីជម្រៅ។
ជាមួយនឹងភាពជឿនលឿនជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ និងបច្ចេកវិទ្យា nano-fabrication មធ្យមភាគទទួលបាននាពេលអនាគតត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងនាំមកនូវពន្លឺកាន់តែខ្ពស់ ការគ្របដណ្តប់ប្រវែងរលកកាន់តែទូលំទូលាយ និងដំណោះស្រាយឡាស៊ែរដ៏ឆ្លាតវៃ។—ដោះសោលទ្ធភាពកាន់តែច្រើនសម្រាប់វិទ្យាសាស្ត្រ ឧស្សាហកម្ម និងសង្គម។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៧ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២៥