瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）首次展示将砷化镓铟锑（GaInAsSb）作为1.55μm电信波长的吸收材料。该材料被部署在单行进载流光电二极管（UTC-PDs）中，载流子光电二极管具有274 GHz的传输受限带宽，而对均匀GaAsSb吸收器的107 GHz响应则显示出对调制信号的增强响应。通过对材料进行分级以提供184GHz带宽，可以提高GaAsSb的性能，但是仍然不足274GHz。
以前，人们认为使用四元GaInAsSb吸收剂没有多少好处，因为合金成分具有相似的带隙。研究人员表示GaInAsSb的增强是由于改善了制造器件中的电子传输。UTC结构仅取决于快速的电子传输，这是优于PIN二极管的一个优点，而PIN二极管则受到通过常规结构的各个部分的较慢的空穴漂移运动的限制。
研究负责人科伦坡·博洛涅西（Colombo Bolognesi）表示，ETH装置比GaAsSb吸收器的极限速度提高了近3倍，并且与类似的InGaAs基装置进行了比较，结果表明，四元GaInAsSb合金比InGaAs（业界领先的产品）优越30%到40%，尽管掺杂量比用于比较的InGaAs器件高出6.5倍。
通过金属有机气相外延在2英寸半绝缘（100）磷化铟（InP）衬底上生长UTC-PD的半导体材料。结构为“ II型”，异质结导带和价带阶跃方向相同。光电二极管是通过沉积钯/镍/铂/金欧姆电极作为欧姆p接触，然后湿法刻蚀吸收体/集电极台面结构，对n接触进行钛/铂/金金属化而形成的，并隔离台面湿蚀刻。在基于特氟龙的回蚀平坦化工艺后添加共面波导探针垫。抗反射涂层由氮化硅组成。
该器件的暗电流小于10nA，反向偏压可达5V，频率性能在0.2-60GHz范围内测量。输入光为1550nm波长的调制2mW信号，通过直径为3μm的透镜光纤传输。
当器件面积小于80μm2时，3dB截止频率（f3dB）点大于所测量的60GHz。为了消除阻容（RC）延迟的影响，研究人员推断出面积为80μm2的器件的传输时间限制截止频率（fT）为274GHz。该值与具有均匀且渐变成分的GaAsSb吸收层器件的107GHz和184GHz相比。
目前的性能限制因素是RC延迟，RC延迟可以随着器件尺寸的减小而减小。并且发现GaInAsSb四元吸收剂相对于三元GaAsSb对光刺激的响应高34％（0.094A/W比0.070A/W）。
研究小组评论说：“GaInAsSb吸收剂的较高响应性可归因于以下几点：（i）与GaAsSb相比，Ga0.81In0.19As0.65Sb0.35的带隙更窄；（ii）由于缩短了运输时间，减少了吸收器中的载流子重组；（iii）吸收体L谷中电子的数量相对较低（减少了对InP的阻挡）；（iv）与GaAsSb相比，GaInAsSb中的Auger重组寿命更长。
相对于GaAsSb，GaInAsSb中的直接L谷与直接Γ谷之间的间接L谷分离更大，从而导致性能下降的L谷中的电子数量减少。实际上，GaAs和GaSb的间距分别为0.284eV和0.026eV，而相应的InAs和InSb的间距要大得多，分别为0.716eV和0.695eV。此外，L谷的电子迁移率要低得多。
研究人员希望通过谐振腔结构和/或转换为波导架构来提高整体响应能力。由于当前的UTC-PD演示器的电磁仿真显示峰值光场区域与吸收层不对齐，预计响应度将有显着提高。
