2 μm応用のための低雑音高温AlInAsSb/GaSbアバランシェフォトダイオード

波長2 μmで動作する高感度光検出器がセンシングやイメージングへの応用に必要であるが、最先端の光検出器は、高い暗電流密度（J_dark）によって著しく制限されている。中赤外（2～5 μm）検出に必要な狭バンドギャップ材料にはキャリア再結合やバンド間トンネリングの問題があるため、結果として検出器を極低温で動作させなければならない。現在こうした用途に最もよく使用されている材料系はHgCdTeであり、125 Kでの動作時に利得10でJ_dark = 3 × 10⁻⁴ A cm⁻²が達成されている。今回我々は、Al_xIn_1−xAs_ySb_1−y材料系におけるSACM（separate absorption, charge, and multiplication）設計に基づく2 μm検出向けアバランシェフォトダイオードに関する詳細と結果を報告する。我々は、200～220 Kの温度で同等のJ_darkを達成し、室温で非常に低い過剰雑音（k ≈ 0.01）と100を超える利得を実証した。こうしたアバランシェフォトダイオードは、目に安全なライダー（LIDAR）用の受信機に有用であることが立証される可能性がある。