Multistep staircase avalanche photodiodes with extremely low noise and deterministic amplification

雪崩光电二极管 光电倍增管 噪音(视频) 缩放比例 蒙特卡罗方法 撞击电离 雪崩二极管 电离 物理 光学 光电二极管 雪崩击穿 光电子学 计算机科学 电压 探测器 击穿电压 离子 人工智能 数学 图像(数学) 统计 几何学 量子力学
作者
Stephen D. March,Andrew H. Jones,Joe C. Campbell,Seth R. Bank
出处
期刊:Nature Photonics [Springer Nature]
卷期号:15 (6): 468-474 被引量:35
标识
DOI:10.1038/s41566-021-00814-x
摘要

In 1982, Capasso and co-workers proposed the solid-state analogue of the photomultiplier tube, termed the staircase avalanche photodiode. Through a combination of compositional grading and small applied bias, the conduction band profile is arranged into a series of steps that function similar to the dynodes of a photomultiplier tube, with twofold gain arising at each step via impact ionization. A single-step staircase was previously reported but did not demonstrate gain scaling through cascading multiple steps or report noise properties. Here we demonstrate gain scaling of up to three steps; measurements show the expected 2N scaling with the number of staircase steps, N. Furthermore, measured noise increased more slowly with gain than for photomultiplier tubes, probably due to the lower stochasticity of impact ionization across well-designed heterojunctions as compared with the secondary electron emission from metals. Excellent agreement was found between the experiments and Monte Carlo simulations for both gain and noise. A three-step staircase avalanche diode was demonstrated and pre-cited gain scaling was confirmed. The technology may be considered as a solid-state analogue to the photomultiplier tube.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
利利完成签到,获得积分10
刚刚
Hello应助叶航采纳,获得10
刚刚
Allen发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
阿屁屁猪发布了新的文献求助10
2秒前
pura卷卷发布了新的文献求助10
3秒前
领导范儿应助聪慧雪糕采纳,获得10
3秒前
Lucas应助执着的弱采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
SciGPT应助baishiyan采纳,获得10
5秒前
123发布了新的文献求助10
6秒前
GGKing完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
zhu发布了新的文献求助10
6秒前
肖0625完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
9秒前
千殇发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Sean发布了新的文献求助10
10秒前
SciGPT应助阿屁屁猪采纳,获得10
10秒前
戒骄戒躁发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
叶航发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
聪慧雪糕发布了新的文献求助10
13秒前
871004188完成签到,获得积分10
13秒前
小马甲应助小墩墩采纳,获得10
14秒前
三金发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
千殇完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HIGH DYNAMIC RANGE CMOS IMAGE SENSORS FOR LOW LIGHT APPLICATIONS 1500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5344166
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4479497
关于积分的说明 13943155
捐赠科研通 4376560
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2404847
邀请新用户注册赠送积分活动 1397207
关于科研通互助平台的介绍 1369579