Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat Aaltodoc-julkaisuarkistossa (ulkoinen linkki)
Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös fotoniikan ja nanotekniikan alalta, M.Sc. Hanchen Liu
Väitös Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulusta, elektroniikan ja nanotekniikan laitokselta
Väitöskirjan nimi: High Sensitivity MEMS Sensors for Air Flow Measurement
Väittelijä: Hanchen Liu
Vastaväittäjä: Prof. Eddy Simoen, Ghent University, Belgium
Kustos: Prof. Hele Savin, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
Lähi-infrapuna-alueen (NIR) fotodetektorit ovat keskeisiä komponentteja monissa nykyaikaisissa teknologioissa, kuten kuvantamisjärjestelmissä, tietoliikenteessä, autonomisten ajoneuvojen LiDAR-järjestelmissä sekä turvallisuussovelluksissa. Germanium on houkutteleva materiaali NIR-havaitsemiseen sen sopivan kaistaeron ansiosta. Perinteiset germaniumiin perustuvat detektorit kärsivät kuitenkin usein rajoitetusta valontunnistustehokkuudesta, joka johtuu suurista heijastushäviöistä sekä sisäisistä sähköisistä häviöistä.
Tässä väitöskirjassa esitellään konseptitason germaniumfotodiodi, joka saavuttaa lähes ideaalisen valontunnistustehokkuuden laajalla spektrialueella ja ylittää nykyisten huipputason detektorien suorituskyvyn. Suorituskyvyn paraneminen perustuu pintaan integroituihin nanorakenteisiin, jotka vähentävät merkittävästi heijastushäviöitä, sekä negatiivisesti varautuneen atomikerroskasvatetun alumiinioksidikerroksen käyttöön, joka passivoi pinnan ja mahdollistaa tehokkaan varauksenkuljetuksen indusoidun sähkökentän avulla. Lisäksi fotodiodi on suunniteltu suojarenkaalla ja sähköisesti eristetyllä aktiivisella alueella, mikä vaimentaa ei-toivottua pimeävirtaa, vähentää kohinaa ja parantaa detektiivisyyttä.
Tulokset osoittavat korkeasuorituskykyisen germaniumfotodiodin ja tuovat esiin lupaavan lähestymistavan lähi-infrapunatunnistusteknologioiden kehittämiseen monipuolisissa sovelluksissa.
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aaltodoc
Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat
Zoom pikaopas