ជាមួយនឹងការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃបច្ចេកវិទ្យាអុបតូអេឡិចត្រូនិច ឡាស៊ែរស៊ីមីកុងដុកទ័រត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យផ្សេងៗដូចជា ទូរគមនាគមន៍ វេជ្ជសាស្ត្រ ដំណើរការឧស្សាហកម្ម និង LiDAR ដោយសារប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ទំហំតូច និងភាពងាយស្រួលនៃការកែប្រែរបស់វា។ ស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យានេះគឺឧបករណ៍ទទួលសញ្ញា ដែលដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។ វាបម្រើជា«ប្រភពថាមពល«ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការបញ្ចេញពន្លឺដែលជំរុញ និងការបង្កើតឡាស៊ែរ ដោយកំណត់ឡាស៊ែរ'ប្រសិទ្ធភាព រលកពន្លឺ និងសក្តានុពលនៃការអនុវត្ត។
១. តើឧបករណ៍ផ្សព្វផ្សាយកំណើនជាអ្វី?
ដូចដែលឈ្មោះបានបង្ហាញ ឧបករណ៍ផ្សព្វផ្សាយពន្លឺគឺជាសម្ភារៈដែលផ្តល់នូវការពង្រីកពន្លឺអុបទិក។ នៅពេលដែលត្រូវបានជំរុញដោយប្រភពថាមពលខាងក្រៅ (ដូចជាការចាក់អគ្គិសនី ឬការបូមពន្លឺអុបទិក) វាពង្រីកពន្លឺចូលតាមរយៈយន្តការនៃការបញ្ចេញពន្លឺដែលជំរុញ ដែលនាំឱ្យមានការបញ្ចេញពន្លឺឡាស៊ែរ។
នៅក្នុងឡាស៊ែរស៊ីមីកុងដុកទ័រ ឧបករណ៍ផ្ទុកសញ្ញាដែលទទួលបានជាធម្មតាត្រូវបានផ្សំឡើងពីតំបន់សកម្មនៅចំណុចប្រសព្វ PN ដែលសមាសធាតុសម្ភារៈ រចនាសម្ព័ន្ធ និងវិធីសាស្ត្រដូពីងរបស់វាប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដល់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗដូចជាចរន្តកម្រិត រលកពន្លឺនៃការបញ្ចេញ ប្រសិទ្ធភាព និងលក្ខណៈកម្ដៅ។
2. សម្ភារៈទទួលបានទូទៅនៅក្នុងឡាស៊ែរសេមីកុងដុកទ័រ
សម្ភារៈស៊ីមីកុងដុកទ័រសមាសធាតុ III-V គឺជាសម្ភារៈបង្កើនសំឡេងដែលត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅបំផុត។ ឧទាហរណ៍ធម្មតារួមមាន៖
①GaAs (ហ្គាលីញ៉ូម អាសេនីត)
ស័ក្តិសមសម្រាប់ឡាស៊ែរដែលបញ្ចេញនៅក្នុង 850–ជួរ 980 nm ដែលត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការទំនាក់ទំនងអុបទិក និងការបោះពុម្ពឡាស៊ែរ។
②InP (អ៊ីនដ្យូមផូស្វ័រ)
ប្រើសម្រាប់ការបញ្ចេញក្នុងក្រុម 1.3 µm និង 1.55 µm ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការទំនាក់ទំនងតាមខ្សែកាបអុបទិក។
ទី៣InGaAsP / AlGaAs / InGaN
សមាសភាពរបស់ពួកវាអាចត្រូវបានលៃតម្រូវដើម្បីទទួលបានរលកពន្លឺផ្សេងៗគ្នា ដែលបង្កើតជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការរចនាឡាស៊ែររលកពន្លឺដែលអាចលៃតម្រូវបាន។
សម្ភារៈទាំងនេះជាធម្មតាមានរចនាសម្ព័ន្ធ bandgap ដោយផ្ទាល់ ដែលធ្វើឱ្យវាមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញនៃរន្ធអេឡិចត្រុងជាមួយនឹងការបញ្ចេញហ្វូតុង ដែលល្អសម្រាប់ប្រើក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកឡាស៊ែរ semiconductor។
៣. ការវិវត្តនៃរចនាសម្ព័ន្ធចំណេញ
នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យាផលិតកម្មបានរីកចម្រើន រចនាសម្ព័ន្ធ gain នៅក្នុងឡាស៊ែរ semiconductor បានវិវត្តន៍ពី homojunctions ដំបូងៗទៅជា heterojunctions ហើយបន្ថែមទៀតដល់ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ quantum well និង quantum dot កម្រិតខ្ពស់។
①ឧបករណ៍ទទួលបាន Heterojunction
តាមរយៈការរួមបញ្ចូលគ្នានូវសម្ភារៈពាក់កណ្តាលចរន្តជាមួយនឹង bandgaps ផ្សេងៗគ្នា សារធាតុផ្ទុក និងហ្វូតុងអាចត្រូវបានកំណត់យ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពនៅក្នុងតំបន់ដែលបានកំណត់ ដែលបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការទទួលបាន និងកាត់បន្ថយចរន្តកម្រិត។
②រចនាសម្ព័ន្ធអណ្តូងកង់ទិច
តាមរយៈការកាត់បន្ថយកម្រាស់នៃតំបន់សកម្មទៅមាត្រដ្ឋានណាណូម៉ែត្រ អេឡិចត្រុងត្រូវបានកំណត់ក្នុងវិមាត្រពីរ ដែលបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការរួមបញ្ចូលគ្នានៃរស្មីយ៉ាងខ្លាំង។ នេះបណ្តាលឱ្យឡាស៊ែរមានចរន្តកម្រិតទាប និងមានស្ថេរភាពកម្ដៅកាន់តែប្រសើរ។
ទី៣រចនាសម្ព័ន្ធចំណុចកង់ទិច
ដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសផ្គុំដោយខ្លួនឯង រចនាសម្ព័ន្ធណាណូសូន្យវិមាត្រត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលផ្តល់នូវការចែកចាយកម្រិតថាមពលយ៉ាងមុតស្រួច។ រចនាសម្ព័ន្ធទាំងនេះផ្តល់នូវលក្ខណៈបង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងស្ថេរភាពរលកពន្លឺ ដែលធ្វើឱ្យពួកវាក្លាយជាចំណុចក្តៅស្រាវជ្រាវសម្រាប់ឡាស៊ែរស៊ីមីកុងដុកទ័រដំណើរការខ្ពស់ជំនាន់ក្រោយ។
៤. តើឧបករណ៍វាស់ស្ទង់កម្រិតភាពប្រែប្រួលកំណត់អ្វីខ្លះ?
①រលកបញ្ចេញពន្លឺ
គម្លាតនៃសម្ភារៈកំណត់ឡាស៊ែរ'រលកពន្លឺ s។ ឧទាហរណ៍ InGaAs គឺសមរម្យសម្រាប់ឡាស៊ែរអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត ខណៈពេលដែល InGaN ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ឡាស៊ែរពណ៌ខៀវ ឬពណ៌ស្វាយ។
②ប្រសិទ្ធភាព និងថាមពល
ការចល័តរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុក និងអត្រាបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញមិនមែនរស្មីប៉ះពាល់ដល់ប្រសិទ្ធភាពបំលែងពន្លឺអុបទិកទៅជាអគ្គិសនី។
ទី៣ការអនុវត្តកម្ដៅ
សម្ភារៈផ្សេងៗគ្នាឆ្លើយតបទៅនឹងការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពតាមវិធីផ្សេងៗគ្នា ដែលជះឥទ្ធិពលដល់ភាពជឿជាក់នៃឡាស៊ែរនៅក្នុងបរិយាកាសឧស្សាហកម្ម និងយោធា។
④ការឆ្លើយតបម៉ូឌុល
ឧបករណ៍បង្កើនប្រសិទ្ធភាពឡាស៊ែរ'ល្បឿននៃការឆ្លើយតប ដែលមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់នៅក្នុងកម្មវិធីទំនាក់ទំនងល្បឿនលឿន។
៥. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញនៃឡាស៊ែរស៊ីមីកុងដុកទ័រ ឧបករណ៍ទទួលសញ្ញាគឺពិតជា "បេះដូង" របស់វា។—មិនត្រឹមតែទទួលខុសត្រូវចំពោះការបង្កើតឡាស៊ែរប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងមានឥទ្ធិពលលើអាយុកាល ស្ថេរភាព និងសេណារីយ៉ូនៃការអនុវត្តរបស់វាផងដែរ។ ចាប់ពីការជ្រើសរើសសម្ភារៈរហូតដល់ការរចនារចនាសម្ព័ន្ធ ចាប់ពីដំណើរការម៉ាក្រូស្កុបរហូតដល់យន្តការមីក្រូទស្សន៍ រាល់ការទម្លាយថ្មីៗនៅក្នុងឧបករណ៍ពង្រីកពន្លឺកំពុងជំរុញបច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរឆ្ពោះទៅរកដំណើរការកាន់តែធំ កម្មវិធីកាន់តែទូលំទូលាយ និងការរុករកកាន់តែស៊ីជម្រៅ។
ជាមួយនឹងការរីកចម្រើនជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ និងបច្ចេកវិទ្យាផលិតណាណូ ឧបករណ៍ផ្ទុកពន្លឺនាពេលអនាគតត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងនាំមកនូវពន្លឺខ្ពស់ជាងមុន ការគ្របដណ្តប់រលកពន្លឺកាន់តែទូលំទូលាយ និងដំណោះស្រាយឡាស៊ែរឆ្លាតវៃជាងមុន។—ដោះសោលទ្ធភាពកាន់តែច្រើនសម្រាប់វិទ្យាសាស្ត្រ ឧស្សាហកម្ម និងសង្គម។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៧ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២៥