研究目的
设计和制造用于单光子计数的4H-SiC紫外雪崩光电二极管，提出一种确定精确击穿电压的新方法，并研究淬灭电路参数对器件性能的影响。
研究成果
成功制备了具有低暗电流和高雪崩增益的4H-SiC紫外雪崩光电二极管。提出了一种精确测定击穿电压的稳健方法，该方法对电路参数依赖性较弱。淬灭电阻影响计数率，并观察到由APD串联电阻引起的自淬灭行为，表明其在单光子探测优化方面具有潜力。
研究不足
本研究仅限于4H-SiC雪崩光电二极管和被动淬灭电路，未探讨其他材料或淬灭方法?；鞔┑缪共舛ǚ椒赡艽嬖谧罡叽?.1V的观测误差，且电路参数的影响仅在特定范围内进行研究。
1：实验设计与方法选择：
本研究设计并制备了具有正斜切台面结构的4H-SiC雪崩光电二极管（APD），采用无源淬灭电路表征单光子计数性能，运用基于光子计数脉冲初始出现的新方法确定击穿电压。
2：样品选择与数据来源：
APD采用标准工艺在具有特定外延层的n型4H-SiC衬底上制备，数据采集自280nm紫外LED光照下的电学与光学测量。
3：实验设备与材料清单：
设备包括直流电源、淬灭电阻(R_L)、采样电阻(R_S)、示波器、数字计数器和280nm LED；材料包含4H-SiC晶圆、Ni/Ti/Al/Au和Ti/Au金属接触堆叠以及SiO2钝化层。
4：实验流程与操作步骤：
将APD与电源、R_L和R_S串联连接，通过逐步增加偏压观察光子计数脉冲，用示波器记录脉冲波形，数字计数器测量计数率，通过改变R_L和R_S等参数研究其影响。
5：数据分析方法：
数据分析包括从脉冲出现确定击穿电压、测量光子与暗计数率，以及通过dV/dI方程拟合I-V曲线计算微分电阻。
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获取完整内容-
LED
280 nm
Provides UV illumination for photo-current measurements in the experiment.
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Oscilloscope
Used to record voltage pulse waveforms from the quenching circuit.
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Digital Counter
Used to count the frequency of voltage pulses for photon and dark count measurements.
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DC Voltage Source
Provides the bias voltage for the APD in the quenching circuit.
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Resistor
R_L (quenching resistor)
Serially connected with the APD to share voltage drop and quench avalanche events.
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Resistor
R_S (sampling resistor)
Connected in parallel with the oscilloscope or counter to sample voltage pulses.
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