ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າຢ່າງໄວວາຂອງເຕັກໂນໂລຊີ optoelectronic, ເລເຊີ semiconductor ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຫຼາຍໆຂົງເຂດເຊັ່ນ: ໂທລະຄົມມະນາຄົມ, ການແພດ, ການປຸງແຕ່ງອຸດສາຫະກໍາ, ແລະ LiDAR, ຍ້ອນປະສິດທິພາບສູງ, ຂະໜາດກະທັດຮັດ, ແລະ ຄວາມສະດວກໃນການປັບປ່ຽນ. ຫຼັກຂອງເຕັກໂນໂລຊີນີ້ແມ່ນສື່ກາງທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມ, ເຊິ່ງມີບົດບາດສໍາຄັນຢ່າງແທ້ຈິງ. ມັນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນ"ແຫຼ່ງພະລັງງານ"ທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ການປ່ອຍແສງທີ່ຖືກກະຕຸ້ນ ແລະ ການສ້າງເລເຊີ, ກຳນົດເລເຊີ'ປະສິດທິພາບ, ຄວາມຍາວຄື້ນ, ແລະ ທ່າແຮງການນຳໃຊ້.
1. ສື່ກາງກຳໄລແມ່ນຫຍັງ?
ດັ່ງທີ່ຊື່ໄດ້ແນະນຳ, ຕົວກາງເພີ່ມແສງແມ່ນວັດສະດຸທີ່ໃຫ້ການຂະຫຍາຍແສງ. ເມື່ອຖືກກະຕຸ້ນໂດຍແຫຼ່ງພະລັງງານພາຍນອກ (ເຊັ່ນ: ການສີດໄຟຟ້າ ຫຼື ການສູບແສງ), ມັນຈະຂະຫຍາຍແສງທີ່ເຂົ້າມາຜ່ານກົນໄກຂອງການກະຕຸ້ນການປ່ອຍແສງ, ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ຜົນຜະລິດເລເຊີ.
ໃນເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳ, ຕົວກາງທີ່ໄດ້ຮັບແສງມັກຈະປະກອບດ້ວຍພາກພື້ນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຢູ່ທີ່ຈຸດຕໍ່ PN, ເຊິ່ງສ່ວນປະກອບຂອງວັດສະດຸ, ໂຄງສ້າງ, ແລະວິທີການເສີມສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຕົວກຳນົດທີ່ສຳຄັນເຊັ່ນ: ກະແສໄຟຟ້າຂອບເຂດ, ຄວາມຍາວຄື້ນຂອງການປ່ອຍແສງ, ປະສິດທິພາບ, ແລະຄຸນລັກສະນະທາງຄວາມຮ້ອນ.
2. ວັດສະດຸເພີ່ມກຳລັງທົ່ວໄປໃນເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳ
ເຄິ່ງຕົວນຳປະສົມ III-V ແມ່ນວັດສະດຸເພີ່ມຄວາມຖີ່ທີ່ນິຍົມໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ. ຕົວຢ່າງທົ່ວໄປລວມມີ:
①GaAs (ແກລຽມ ອາເຊໄນ)
ເໝາະສຳລັບເລເຊີທີ່ປ່ອຍອອກມາໃນ 850–ລະດັບຄື້ນ 980 nm, ນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການສື່ສານທາງແສງ ແລະ ການພິມດ້ວຍເລເຊີ.
②InP (ອິນດຽມ ຟອສຟໍໄຊດ໌)
ໃຊ້ສຳລັບການປ່ອຍແສງໃນແຖບ 1.3 µm ແລະ 1.55 µm, ສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ.
③InGaAsP / AlGaAs / InGaN
ສ່ວນປະກອບຂອງພວກມັນສາມາດຖືກປັບແຕ່ງເພື່ອໃຫ້ບັນລຸຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງເປັນພື້ນຖານສຳລັບການອອກແບບເລເຊີທີ່ມີຄວາມຍາວຄື່ນທີ່ສາມາດປັບໄດ້.
ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວມີໂຄງສ້າງ bandgap ໂດຍກົງ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນມີປະສິດທິພາບສູງໃນການປະສົມຮູເອເລັກຕຣອນກັບການປ່ອຍໂຟຕອນ, ເໝາະສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນສື່ກາງຮັບແສງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳ.
3. ວິວັດທະນາການຂອງໂຄງສ້າງການໄດ້ຮັບ
ໃນຂະນະທີ່ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດມີຄວາມກ້າວໜ້າ, ໂຄງສ້າງການເພີ່ມກຳລັງໃນເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳໄດ້ພັດທະນາຈາກ homojunctions ໃນຕອນຕົ້ນໄປສູ່ heterojunctions, ແລະ ໄປສູ່ການຕັ້ງຄ່າ quantum well ແລະ quantum dot ທີ່ກ້າວໜ້າ.
①ສື່ກາງຮັບ Heterojunction
ໂດຍການລວມວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີແຖບຄວາມຖີ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ຕົວນຳ ແລະ ໂຟຕອນສາມາດຖືກຈຳກັດຢ່າງມີປະສິດທິພາບໃນພື້ນທີ່ທີ່ກຳນົດໄວ້, ເພີ່ມປະສິດທິພາບການຮັບສັນຍານ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນກະແສໄຟຟ້າຂອບເຂດ.
②ໂຄງສ້າງບໍ່ຄວອນຕຳ
ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໜາຂອງພື້ນທີ່ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວໃຫ້ຢູ່ໃນລະດັບນາໂນແມັດ, ເອເລັກຕຣອນຈະຖືກຈຳກັດຢູ່ໃນສອງມິຕິ, ເຊິ່ງເພີ່ມປະສິດທິພາບການລວມຕົວກັນຂອງລັງສີຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ເລເຊີມີກະແສໄຟຟ້າຂອບເຂດຕ່ຳກວ່າ ແລະ ມີຄວາມໝັ້ນຄົງທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີຂຶ້ນ.
③ໂຄງສ້າງຈຸດຄວອນຕຳ
ໂດຍການໃຊ້ເຕັກນິກການປະກອບຕົວຂອງມັນເອງ, ໂຄງສ້າງນາໂນສູນມິຕິໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງໃຫ້ການແຈກຢາຍລະດັບພະລັງງານທີ່ຄົມຊັດ. ໂຄງສ້າງເຫຼົ່ານີ້ສະເໜີລັກສະນະການຮັບທີ່ດີຂຶ້ນ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງຄວາມຍາວຄື້ນ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນກາຍເປັນຈຸດສຳຄັນໃນການຄົ້ນຄວ້າສຳລັບເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳປະສິດທິພາບສູງລຸ້ນຕໍ່ໄປ.
4. ສື່ກາງການເພີ່ມຂຶ້ນກຳນົດຫຍັງແດ່?
①ຄວາມຍາວຄື່ນການປ່ອຍ
ຊ່ອງຫວ່າງແຖບຂອງວັດສະດຸກຳນົດເລເຊີ'ຄວາມຍາວຄື້ນ s. ຕົວຢ່າງ, InGaAs ແມ່ນເໝາະສົມສຳລັບເລເຊີໃກ້ອິນຟາເຣດ, ໃນຂະນະທີ່ InGaN ແມ່ນໃຊ້ສຳລັບເລເຊີສີຟ້າ ຫຼື ສີມ່ວງ.
②ປະສິດທິພາບ ແລະ ພະລັງງານ
ການເຄື່ອນທີ່ຂອງຕົວນຳ ແລະ ອັດຕາການລວມຕົວທີ່ບໍ່ແມ່ນລັງສີມີຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບການປ່ຽນແສງເປັນໄຟຟ້າ.
③ປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນ
ວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນຕອບສະໜອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມໃນຫຼາຍວິທີ, ເຊິ່ງມີອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງເລເຊີໃນສະພາບແວດລ້ອມອຸດສາຫະກຳ ແລະ ການທະຫານ.
④ການຕອບສະໜອງຕໍ່ການມອດູເລດ
ຕົວກາງທີ່ໄດ້ຮັບຜົນມີອິດທິພົນຕໍ່ເລເຊີ'ຄວາມໄວໃນການຕອບສະໜອງ, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍໃນການນຳໃຊ້ການສື່ສານຄວາມໄວສູງ.
5. ສະຫຼຸບ
ໃນໂຄງສ້າງທີ່ສັບສົນຂອງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳ, ຕົວກາງທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນ "ຫົວໃຈ" ຂອງມັນຢ່າງແທ້ຈິງ—ບໍ່ພຽງແຕ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການສ້າງເລເຊີເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງມີຜົນຕໍ່ອາຍຸການໃຊ້ງານ, ຄວາມໝັ້ນຄົງ ແລະ ສະຖານະການການນຳໃຊ້ຂອງມັນອີກດ້ວຍ. ຕັ້ງແຕ່ການເລືອກວັດສະດຸຈົນເຖິງການອອກແບບໂຄງສ້າງ, ຕັ້ງແຕ່ປະສິດທິພາບມະຫາພາກຈົນເຖິງກົນໄກກ້ອງຈຸລະທັດ, ທຸກໆຄວາມກ້າວໜ້າໃນສື່ກາງທີ່ໄດ້ຮັບກຳລັງຂັບເຄື່ອນເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີໄປສູ່ປະສິດທິພາບທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການນຳໃຊ້ທີ່ກວ້າງຂວາງ ແລະ ການສຳຫຼວດທີ່ເລິກເຊິ່ງກວ່າເກົ່າ.
ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນວິທະຍາສາດວັດສະດຸ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດແບບນາໂນ, ສື່ກາງທີ່ໄດ້ຮັບໃນອະນາຄົດຄາດວ່າຈະນຳເອົາຄວາມສະຫວ່າງທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການຄອບຄຸມຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ກວ້າງຂວາງ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂເລເຊີທີ່ສະຫຼາດກວ່າ.—ປົດລັອກຄວາມເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນສຳລັບວິທະຍາສາດ, ອຸດສາຫະກຳ ແລະ ສັງຄົມ.
ເວລາໂພສ: 17 ກໍລະກົດ 2025