最新成果：UTC

最新成果：UTC-PD模型

由于只依靠电子作为有源载流子，单行载流子光电探测器(Uni-Traveling-Carrier Photodiode, UTC-PD)具有快速响应，高饱和输出的特点，因此作为不可缺少的关键性元器件，UTC-PD被广泛应用在超高速时分复用光通信、RTD/UTC-PD光电子集成电路和毫米波发生器等系统。

众所周知，传统的PIN型PD由于光生空穴在本征耗尽区的移速较慢，导致空穴积累效应严重，从而形成内建电场，降低了载流子漂移速度；尤其在高光强辐照下，PD处于大注入状态，PIN型PD的响应度显著降低，3dB带宽明显变窄。而相较于PIN型PD，因为前文所述的特殊工作原理，UTC-PD在高光强辐照、大注入状态下则表现出卓越的性能。图1展示了UTC-PD的能带示意图，它是由P型光吸收层和N型宽带隙集结层构成，并且只有电子作为有源载流子。由于电子迁移率远大于空穴迁移率，所以电子的漂移速度具备明显优势；相比于空穴在PD中的积累效应而言，需要更高的入射光强才能导致电子在PD中产生的积累效应（即阈值光强），所以UTC-PD能够有效抑制空间电荷效应[2]，这也使得UTC-PD在大入射光强和大电流的状态下依然保持高速的信号输出。

图1. UTC-PD能带示意图 [1]。

当然如果入射光强超过阈值，UTC-PD中的电子依然会在吸收层和集结层界面堆积，从而产生内建电场，该内建电场会使集结层的有效电场强度降低，并大幅减小集结层对电子的收集效率，从而造成光电流的饱和效应