Forschende der Aalto-Universität haben eine neuartige Infrarot-Fotodiode als Proof-of-Concept vorgestellt, die bei der Wellenlänge von 1,55 µm um 35 % empfindlicher ist als andere Bauteile auf Germaniumbasis. Gleichzeitig lassen sich das neue Bauelement mit den aktuell verwendeten Produktionstechniken herstellen.
Die Grundidee bestand darin, die Fotodioden mit Germanium anstelle von Indium-Gallium-Arsenid herzustellen. Germanium-Photodioden sind billiger und bereits voll kompatibel mit dem Halbleiterherstellungsprozess. Allerdings waren Germanium-Fotodioden bei der Erfassung von Infrarotlicht bisher nicht so effizient.
Dem Team ist es gelungen, Germanium-Photodioden herzustellen, die fast das gesamte auf sie treffende Infrarotlicht einfangen.
Die hohe Leistung wurde durch die Kombination mehrerer neuartiger Ansätze ermöglicht: die Beseitigung optischer Verluste durch Oberflächen-Nanostrukturen und die Minimierung elektrischer Verluste.
Die Tests des Teams haben gezeigt, dass ihre Proof-of-Concept-Fotodiode nicht nur bestehende Germanium-Fotodioden, sondern auch kommerzielle Indium-Gallium-Arsenid-Fotodioden in ihrer Empfindlichkeit übertrifft. (jr)
