info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Investigación y desarrollo teórico de un nuevo sensor electrofotónico
Autor
Joaquín Hernández Betanzos
Resumen
Este trabajo comprende el estudio teórico de un nuevo fotodetector de silicio integrado para aplicaciones electrofotónicas donde fotones y electrones operen simultáneamente. El dispositivo propuesto ha sido llamado wavesensor y ha sido concebido como parte de la estructura básica de un circuito electrofotónico monolítico el cual está formado por un emisor de luz de silicio, una guía de onda y un detector de luz. Las características estructurales de este dispositivo son: Estructura tipo MIS, tener integrada una guía de onda de nitruro de silicio al área de fotodetección. El núcleo de esta es al mismo tiempo el dieléctrico de compuerta del detector y también juega un papel tanto fotónico como electrónico íntimamente relacionados. Las características más notables de su funcionamiento son el operar en el régimen de Punch-Through y tener ganancia electro-óptica para longitudes de onda en el rango visible. Esta ganancia es incrementada en sustratos de baja concentración de portadores y al disminuir la distancia de separación entre los contactos de fuente y drenaje. La estructura propuesta, los pasos de proceso de fabricación, los materiales y métodos son totalmente compatibles con la tecnología CMOS estándar en silicio. El estudio teórico de la física involucrada en el dispositivo y las simulaciones realizadas por computadora muestran que la fotocorriente en el drenaje es mayor que la esperada en un fotodiodo con eficiencia igual a 1. Esto demuestra que el dispositivo tiene ganancia electro-óptica para las longitudes de onda dentro del espectro visible y con potencia óptica en el orden de los nano watts. Entonces, con este nuevo dispositivo se abre una nueva área de investigación en sensores electrofotónicos para detectar señales lumínicas en el rango visible
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