شبيه‌سازي آشكارساز فرابنفش MSM پلاسموني مبتني بر GaN

Simulation of a MSM Ultraviolet Photodetector Based on GaN

در عصر حاضر به علت پيچيده بودن مسائل و هندسه #38;rlm;ها استفاده از روش #38;rlm;هاي عددي براي حل مسائل بسيار گسترش يافته است. محاسبات عددي ابزار كارآمدي براي مهندسي افزاره #38;shy;هاي نيمرسانا مي #38;rlm;باشد. در اين تحقيق از روش المان محدود (FEM) براي شبيه #38;rlm;سازي آشكارساز MSM پلاسموني استفاده شده است. #38;nbsp;از معادلات پايه نيمرسانا و الكترومغناطيس، براي محاسبه عملكرد اين افزاره الكترونيكي استفاده شده است. در ولتاژ باياس V 10 #38;nbsp; چگالي جريان تاريك بدست آمده از ساختار شبيه #38;rlm;سازي شده 2A/cm 12-10 #38;times;5 و جريان نوري آن 2A/cm 5-10 #38;times;8 #38;nbsp;مي #38;shy;باشد. با استفاده از يك شبكه پلاسموني بر روي سطح آشكارساز جريان نوري آشكارساز با افزايش قابل ملاحظه #38;shy;اي در ولتاژ باياس V 10 به مقدار 2A/cm 4-10 #38;times;5/1 #38;nbsp; رسيد ولي تغيير در جريان تاريك قابل اغماض است.

Nowadays, numerical methods are widely used for the solution of problems due to the complexity of systems and geometries. Numerical computation is an effective tool for engineering semiconductor devices. In this research finite element method (FEM) has been used for simulation of a plasmonic MSM ultraviolet photodetector. For simulating the operation of this electronic device basic electromagnetic and semiconductor equations have been used. The results show that at a bias voltage of 10 V the dark current of the device is 5 #38;times;10-12 A/cm2 and the photocurrent is 1.5 #38;times;10-4 A/cm2. By using a plasmonic grid on the surface of the photodetector the photocurrent increased considerably, with a value of 1.5 #38;times;10-4 A/cm2 at a bias voltage of 10 V while the variation on the dark current is negligible.