Naujasdidelio jautrumo fotodetektorius
Neseniai Kinijos mokslų akademijos (CAS) tyrimų komanda, paremta polikristalinėmis galio turtingomis galio oksido medžiagomis (PGR-GaOX), pirmą kartą pasiūlė naują didelio jautrumo ir didelio reagavimo greičio projektavimo strategiją.fotodetektoriusper susietosios sąsajos piroelektrinius ir fotolaidumo efektus, o atitinkami tyrimai buvo paskelbti žurnale „Advanced Materials“. Didelės energijosfotoelektriniai detektoriai(skirtos giliųjų ultravioletinių (DUV) ir rentgeno spindulių juostoms) yra labai svarbios įvairiose srityse, įskaitant nacionalinį saugumą, mediciną ir pramonės mokslą.
Tačiau dabartinės puslaidininkinės medžiagos, tokios kaip Si ir α-Se, turi didelių nuotėkio srovių ir mažo rentgeno spindulių sugerties koeficiento problemų, todėl sunku patenkinti didelio našumo aptikimo poreikius. Priešingai, plačiajuostės tarpinės (WBG) puslaidininkinės galio oksido medžiagos pasižymi dideliu potencialu didelės energijos fotoelektriniam aptikimui. Tačiau dėl neišvengiamos gilios gaudyklės medžiagos pusėje ir efektyvaus įrenginio struktūros dizaino stokos sudėtinga sukurti didelio jautrumo ir didelio atsako greičio didelės energijos fotonų detektorius, pagrįstus plačiajuostės tarpinės puslaidininkiais. Siekdama išspręsti šiuos iššūkius, Kinijos tyrimų komanda pirmą kartą sukūrė piroelektrinį fotolaidųjį diodą (PPD), pagrįstą PGR-GaOX. Sujungus sąsajos piroelektrinį efektą su fotolaidumo efektu, aptikimo našumas žymiai pagerėjo. PPD pasižymėjo dideliu jautrumu tiek DUV, tiek rentgeno spinduliams, o atsako dažnis siekė atitinkamai iki 104A/W ir 105μC×Gyair-1/cm2, t. y. daugiau nei 100 kartų didesnis nei ankstesnių detektorių, pagamintų iš panašių medžiagų. Be to, sąsajos piroelektrinis efektas, kurį sukelia PGR-GaOX išeikvojimo srities poliarinė simetrija, gali padidinti detektoriaus atsako greitį 105 kartus iki 0,1 ms. Palyginti su įprastais fotodiodais, autonominio maitinimo režimo PPDS sukuria didesnį stiprinimą dėl piroelektrinių laukų šviesos perjungimo metu.
Be to, PPD gali veikti poslinkio režimu, kai stiprinimas labai priklauso nuo poslinkio įtampos, o itin didelis stiprinimas gali būti pasiektas didinant poslinkio įtampą. PPD turi didelį pritaikymo potencialą mažo energijos suvartojimo ir didelio jautrumo vaizdo gerinimo sistemose. Šis darbas ne tik įrodo, kad GaOX yra perspektyvusdidelės energijos fotodetektoriusmedžiaga, bet taip pat pateikia naują strategiją, kaip realizuoti didelio našumo didelės energijos fotodetektorius.
Įrašo laikas: 2024 m. rugsėjo 10 d.