Perpustakaan Digital ITB

Pada teknologi komunikasi optik yang sedang berkembang pesat saat ini dibutuhkan fotodetektor pada skpektrum Near Infra Red, namun devais berbasiskan Silikon memiliki kelemahan yakni bersifat transparan pada panjang gelombang NIR. Devais fotodetektor berbasiskan Silikon secara umum memiliki responsivitas yang rendah dikarenakan absorbtivitas cahaya pada panjang gelombang NIR rendah. Beberapa upaya untuk meningkatkan responsivitas adalah dengan memanfaatkan efek Plasmonik atau dengan menggunakan kontak Schottky, namun upaya ini terkendala dengan resistansi seri yang tinggi sehingga arus fotodetektor yang dihasilkan menjadi kecil dan respon waktu menjadi lebih lama. Kendala tersebut menyebabkan nilai Figure-of-Merit dari fotodetektor berbasiskan SiIlikon menjadi rendah. Untuk mengatasi masalah nilai FoM yang rendah tersebut, maka penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan nilai responsisivitas dari waktu respon devais dimana aplikasi devais adalah Photonic Integrated Chip yang secara umum mengejar kondisi konsumsi daya rendah dan transfer data yang tinggi. Penelitian ini difokuskan pada panjang gelombang optik 850 nm dengan desain divais fotodetektor berbasiskan Silikon dengan struktur kisi. Struktur kisi memungkinkan cahaya lebih terpusat pada struktur kisi berdasarkan konsep Leaky Mode Resonance. Struktur divais difabrikasi dengan menggunakan metode Metal Assisted Chemical Etching. Divais kemudian disimulasikan dengan menggunakan perangkat lunak ANSYS Lumerical yang meliputi simulasi fotonik (FDTD), elektrik (CHARGE) dan Photonic Integrated Circuit (Interconnect). Absorbansi cahaya pada panjang gelombang 850 nm dioptimasi dengan mengoptimalkan duty-cycle struktur dengan menggunakan metode swarm optimization. Pada struktur yang sudah teroptimasi kemudian dilakukan simulasi untuk menghitung laju generasi photocarrier yang kemudian digunakan pada simulasi elektrik untuk menghitung arus gelap dan responsivitas. Efek Internal Photo Emission pada struktur metal juga diperhitungkan pada perhitungan arus keseluruhan. Pada simulasi elektrik juga dilakukan simulasi karakteristik transient untuk menghitung respon waktu dan frekuensi dari divais. Karakteristik steady state dan transient divais lalu digunakan untuk mensimulasikan perilaku divais pada sebuah model photonic integrated chip sederhana. Dari hasil simulasi diperoleh divais fotodetektor yang memiliki responsivitas 2,22 A/W dengan bandwidth 16,70 GHz yang dapat diaplikasikan pada fotonik chip dengan transfer data mencapai 50 Gbps dengan Optical Signal to Noise Ratio sebesar 17,90 dB, FoM yang dihasilkan adalah 37.009. Kelebihan dari divais yang dirancang di penelitian ini memiliki area devais yang lebih kecil dibandingkan devais sejenis yang dilaporkan pada penelitian lain dengan keluaran responsivitas dan FoM yang satu magnitudo lebih besar.