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Título

Modelo analítico para la determinación de la eficiencia cuántica interna de un detector de eficiencia cuántica predecible (PQED)

AutorBorreguero, E. ; Ferrero, Alejandro ; Pons Aglio, Alicia ; Tang, C.K.; Gran, J.; Campos Acosta, Joaquín ; Hernanz, María Luisa
Palabras claveEficiencia cuántica interna
Modelo analítico
PQED
Fecha de publicación21-nov-2016
CitaciónRIAO (2016)
OPTILAS (2016)
ResumenLos detectores de eficiencia cuántica predecible, PQED, son los radiómetros empleados en el proyecto europeo New primary standards and traceability for radiometry (NEWSTAR) con el objetivo de desarrollar un patrón primario para medidas de flujo radiante, basado en el efecto fotoeléctrico del silicio como material semiconductor. Actualmente, la eficiencia cuántica de un radiómetro PQED se determina, a partir de los parámetros de diseño y montaje de los dos fotodiodos que lo constituyen, con programas de simulación de dispositivos semiconductores. En este trabajo se propone un método alternativo, analítico, basado en la ecuación de la eficiencia cuántica interna (IQE) desarrollada por Ferrero et al., que pondera el número de electrones que contribuyen a la fotocorriente frente al número de fotones absorbidos, considerando la influencia de las distintas regiones internas del fotodiodo y las características del haz incidente. Además, se presenta la adaptación del modelo original, que consideraba una unión física creada en un semiconductor mediante dopajes diferentes, a la unión auto-inducida en el interior de los fotodiodos del PQED. Para determinar la IQE, se cuantifica la corriente generada por absorción de la radiación incidente y la perdida por recombinación superficial y en el volumen. El voltaje de polarización inversa aplicado al PQED, que extiende la región de agotamiento de carga (donde se considera que no existe recombinación de portadores), y la probabilidad de encontrar centros de recombinación libres fuera de esta región determinan las pérdidas. La ocupación de los centros de recombinación es función de la fracción de radiación absorbida fuera de la región de agotamiento de carga, de la fracción que atraviesa el fotodiodo sin ser absorbida (ambas dependientes del coeficiente de absorción espectral del silicio y, por tanto, de la temperatura) y del factor de supralinealidad de respuesta, dependiente de la sección del haz incidente y del material (tiempo de vida media de los portadores de carga, concentración de impurezas dopantes del sustrato y velocidad de recombinación superficial). Los resultados obtenidos con el modelo analítico son similares a los de las simulaciones. La IQE aumenta con la polarización eléctrica y el tiempo de vida de los portadores de carga; mientras que disminuye al aumentar la concentración de impurezas dopantes en el sustrato. La principal diferencia radica en el aumento de la IQE que predice el modelo analítico con la irradiancia a partir de ciertos niveles, consecuencia de la aparición de suprarresponsividad en los fotodiodos.
DescripciónIX Reunión Iberoamericana de Óptica y XII Reunión Iberoamericana de Óptica, Láseres y Aplicaciones, Pucón, Región de Araucanía, 21 - 25 de noviembre de 2016 ; http://riaooptilas.cefop.cl/es/
URIhttp://hdl.handle.net/10261/154729
Aparece en las colecciones: (CFMAC-IO) Comunicaciones congresos
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