طراحي و شبيه¬سازي ساختار مورد استفاده در پيكسل ديود بهمني تك فوتون به منظور بهبود عملكرد

كارشناسي ارشد

بهبود فناوري آشكارسازهاي شناخته شده و جستجو براي روش‌هاي جديد آشكارسازي فوتون، هر دو زمينه فعال تحقيقاتي هستند كه با هدف دستيابي به سيستم‌هاي آشكارسازي با بازده و كيفيت بالاتر انجام مي‌شود. آشكارسازها بايد داراي ويژگي‌هاي مطلوب همچون بازده آشكارسازي بالا، شمارش تاريكي كم، زمان پاسخ سريع و ناپايداري كم باشند. علاوه بر اين، براي كاربردهاي خاصي، نياز به آشكارسازهايي است كه نه‌تنها به تك فوتون‌ها حساس هستند بلكه هم¬چنين مي‌توانند تعداد فوتون‌هاي تصادفي را كه به‌طور هم‌زمان وارد مي‌شوند، تعيين كنند. فتوديودهاي بهمني، افزاره¬هاي مناسبي براي آشكارسازي و شمارش فوتون¬ها هستند كه در دهه¬هاي اخير خيلي مورد توجه قرار گرفته¬اند. در اين پايان¬نامه، نخست خلاصه‌اي از پارامترهاي فيزيكي، ساختار و عملكرد آشكارسازهاي ديود بهمني تك فوتون، ارائه شده است، سپس به تحقيقات و پيشرفت‌هاي حاصل براي بهبودسازي عملكرد اين آشكارسازها در چند دهه گذشته، اشاره شده است و بعد از آن، ساختار جديد پيكسل فتوديود بهمني سه¬پايه¬اي، معرفي شده است كه اين ساختار جديد، قابليت اجرا در فناوري استاندارد CMOS را دارد. با اين ساختار جديد، مي¬توان زمان خاموشي، احتمال وقوع پس از پالس و شمارش تاريكي را كاهش داد و در نتيجه دقت و سرعت عملكرد پيكسل و هم¬چنين شمارش تعداد فوتون¬ها را افزايش داد. درنهايت، به منظور فشرده¬سازي و كمتر شدن اندازه پيكسل، سه ساختار جديد از فتوديود بهمني سه¬ پايه¬اي معرفي شده-اند كه براي كاربرد در ساختار اين پيكسل جديد، به عنوان افزاره آشكارساز، مناسب هستند. در اين پايان¬نامه براي صحت¬سنجي عملكرد پيكسل از نرم افزارهاي شبيه¬ساز مدار و هم چنين براي صحت سنجي عملكرد افزار¬ه¬ها از نرم افزار سيلواكو استفاده شده است.

196320

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق الكترونيك گرايش افزاره هاي ميكرو و نانوالكترونيك

دكتر جمشيد فريبرز