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 [Nature Portfolio]
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
mym发布了新的文献求助10
刚刚
anhao完成签到,获得积分10
1秒前
小蘑菇应助Dreamhappy采纳,获得10
1秒前
你没放假发布了新的文献求助10
2秒前
yxl发布了新的文献求助10
3秒前
Aurora发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
重要过客发布了新的文献求助10
4秒前
LXZ发布了新的文献求助10
5秒前
俊杰发布了新的文献求助10
5秒前
南拥夏栀完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
子车茗应助123采纳,获得20
6秒前
7秒前
fwb发布了新的文献求助10
7秒前
青4096完成签到,获得积分10
7秒前
丘比特应助亭亭玉立采纳,获得10
8秒前
8秒前
小星星668发布了新的文献求助20
9秒前
9秒前
小马甲应助LXZ采纳,获得10
10秒前
无算浮白发布了新的文献求助10
10秒前
田yg发布了新的文献求助10
10秒前
Gyf发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
青柚完成签到 ,获得积分10
12秒前
Gx8xaFXO发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
无奈的醉薇完成签到,获得积分10
13秒前
shanshan__发布了新的文献求助30
17秒前
fwb完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI5应助Bdcy采纳,获得10
17秒前
17秒前
小六发布了新的文献求助10
17秒前
普通市民发布了新的文献求助10
17秒前
666完成签到,获得积分20
18秒前
19秒前
高分求助中
(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
中国农业科学院王强研究员团队:食品多尺度结构与品质功能调控 2000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
Comparing natural with chemical additive production 500
Machine Learning in Chemistry 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5196280
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4378008
关于积分的说明 13634839
捐赠科研通 4233464
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2322279
邀请新用户注册赠送积分活动 1320400
关于科研通互助平台的介绍 1270764