سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جو دل: پي اين جنڪشن کي سمجهڻ

آپٽو اليڪٽرانڪ ٽيڪنالاجي جي تيز ترقي سان، سيمي ڪنڊڪٽر ليزر کي ڪميونيڪيشن، طبي سامان، ليزر رينجنگ، صنعتي پروسيسنگ، ۽ ڪنزيومر اليڪٽرانڪس جهڙن شعبن ۾ وسيع ايپليڪيشن مليا آهن. هن ٽيڪنالاجي جي مرڪز ۾ پي اين جنڪشن آهي، جيڪو هڪ اهم ڪردار ادا ڪري ٿو - نه رڳو روشني جي اخراج جي ذريعن جي طور تي پر ڊوائيس جي آپريشن جي بنياد جي طور تي پڻ. هي مضمون سيمي ڪنڊڪٽر ليزر ۾ پي اين جنڪشن جي جوڙجڪ، اصولن ۽ اهم ڪمن جو هڪ واضح ۽ جامع جائزو فراهم ڪري ٿو.

1. پي اين جنڪشن ڇا آهي؟

هڪ پي اين جنڪشن هڪ پي-قسم سيمي ڪنڊڪٽر ۽ هڪ اين-قسم سيمي ڪنڊڪٽر جي وچ ۾ ٺهيل انٽرفيس آهي:

پي-قسم جي سيمي ڪنڊڪٽر کي قبول ڪندڙ نجاستن سان ڍڪيل آهي، جهڙوڪ بورون (B)، جيڪو سوراخن کي اڪثريت چارج ڪيريئر بڻائي ٿو.

اين-قسم جي سيمي ڪنڊڪٽر کي عطيو ڏيندڙ نجاستن سان ڍڪيل آهي، جهڙوڪ فاسفورس (P)، اليڪٽران کي اڪثريت ڪيريئر بڻائي ٿو.

جڏهن پي-ٽائيپ ۽ اين-ٽائيپ مواد کي رابطي ۾ آندو ويندو آهي، ته اين-ريجن مان اليڪٽران پي-ريجن ۾ ڦهلجي ويندا آهن، ۽ پي-ريجن مان سوراخ اين-ريجن ۾ ڦهلجي ويندا آهن. هي ڦهلاءُ هڪ گهٽتائي وارو علائقو پيدا ڪري ٿو جتي اليڪٽران ۽ سوراخ ٻيهر گڏ ٿين ٿا، چارج ٿيل آئن ڇڏي وڃن ٿا جيڪي هڪ اندروني برقي ميدان ٺاهين ٿا، جنهن کي بلٽ ان پوٽينشل رڪاوٽ طور سڃاتو وڃي ٿو.

2. ليزر ۾ پي اين جنڪشن جو ڪردار

(1) ڪيريئر انجيڪشن

جڏهن ليزر ڪم ڪري ٿو، ته پي اين جنڪشن اڳتي طرفدار هوندو آهي: پي-ريجن هڪ مثبت وولٽيج سان ڳنڍيل هوندو آهي، ۽ اين-ريجن هڪ منفي وولٽيج سان. اهو اندروني برقي ميدان کي منسوخ ڪري ٿو، اليڪٽران ۽ سوراخ کي جنڪشن تي فعال علائقي ۾ داخل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو، جتي انهن جي ٻيهر گڏ ٿيڻ جو امڪان آهي.

(2) روشني جو اخراج: متحرڪ اخراج جي شروعات

فعال علائقي ۾، انجيڪٽ ٿيل اليڪٽران ۽ سوراخ ٻيهر گڏ ٿين ٿا ۽ فوٽون کي آزاد ڪن ٿا. شروعات ۾، هي عمل خود بخود خارج ٿئي ٿو، پر جيئن فوٽون جي کثافت وڌي ٿي، فوٽون وڌيڪ اليڪٽران-سوراخ جي ٻيهر ميلاپ کي متحرڪ ڪري سگهن ٿا، ساڳئي مرحلي، هدايت ۽ توانائي سان اضافي فوٽون کي جاري ڪن ٿا - هي متحرڪ اخراج آهي.

هي عمل ليزر (تابڪاري جي متحرڪ اخراج ذريعي روشني وڌائڻ) جو بنياد ٺاهيندو آهي.

(3) گين ۽ گونج ڪيل غارون ليزر آئوٽ پُٽ ٺاهين ٿيون

متحرڪ اخراج کي وڌائڻ لاءِ، سيمي ڪنڊڪٽر ليزر ۾ پي اين جنڪشن جي ٻنهي پاسن تي گونجندڙ گفا شامل آهن. مثال طور، ايج ايميٽنگ ليزر ۾، اهو ڊسٽريبيوٽڊ برگ ريفلڪٽرز (ڊي بي آر) يا آئيني ڪوٽنگ استعمال ڪندي حاصل ڪري سگهجي ٿو ته جيئن روشني کي اڳتي ۽ پوئتي موٽائي سگهجي. هي سيٽ اپ روشني جي مخصوص طول موج کي وڌائڻ جي اجازت ڏئي ٿو، آخرڪار انتهائي مربوط ۽ هدايتي ليزر آئوٽ پُٽ جي نتيجي ۾.

3. پي اين جنڪشن جي جوڙجڪ ۽ ڊيزائن جي اصلاح

سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جي قسم تي منحصر ڪري، پي اين جي جوڙجڪ مختلف ٿي سگهي ٿي:

سنگل هيٽرو جنڪشن (SH):
پي-ريجن، اين-ريجن، ۽ ايڪٽو ريجن ساڳئي مواد مان ٺهيل آهن. ٻيهر ملائڻ وارو ريجن وسيع ۽ گهٽ ڪارآمد آهي.

ٻٽي هيٽرو جنڪشن (DH):
هڪ تنگ بينڊ گيپ فعال پرت P- ۽ N- علائقن جي وچ ۾ سينڊوچ ڪئي وئي آهي. هي ڪيريئر ۽ فوٽون ٻنهي کي محدود ڪري ٿو، ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو.

ڪوانٽم ويل جي جوڙجڪ:
ڪوانٽم ڪنفينمينٽ اثرات پيدا ڪرڻ لاءِ هڪ الٽرا پتلي فعال پرت استعمال ڪري ٿو، حد جي خاصيتن ۽ ماڊوليشن جي رفتار کي بهتر بڻائي ٿو.

اهي سڀئي اڏاوتون پي اين جنڪشن علائقي ۾ ڪيريئر انجيڪشن، ري ڪمبينيشن، ۽ روشني جي اخراج جي ڪارڪردگي کي وڌائڻ لاءِ ٺهيل آهن.

4. نتيجو

پي اين جنڪشن واقعي هڪ سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جو "دل" آهي. فارورڊ بائيس تحت ڪيريئرز کي انجيڪٽ ڪرڻ جي ان جي صلاحيت ليزر جنريشن لاءِ بنيادي محرڪ آهي. ساخت جي ڊيزائن ۽ مواد جي چونڊ کان وٺي فوٽون ڪنٽرول تائين، پوري ليزر ڊوائيس جي ڪارڪردگي پي اين جنڪشن کي بهتر بڻائڻ جي چوڌاري گهمي ٿي.

جيئن ته آپٽو اليڪٽرانڪ ٽيڪنالاجيون اڳتي وڌنديون رهن ٿيون، پي اين جنڪشن فزڪس جي گهري سمجھ نه رڳو ليزر جي ڪارڪردگي کي وڌائي ٿي پر ايندڙ نسل جي اعليٰ طاقت، تيز رفتار، ۽ گهٽ قيمت واري سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جي ترقي لاءِ هڪ مضبوط بنياد پڻ رکي ٿي.