Nauji mažo matmens lavinų fotodetektoriaus tyrimai
Didelio jautrumo kelių fotonų ar net vieno fotono technologijų aptikimas turi didelių pritaikymo perspektyvų tokiose srityse kaip vaizdavimas esant silpnam apšvietimui, nuotolinis stebėjimas ir telemetrija, taip pat kvantinė komunikacija. Tarp jų lavinų fotodetektoriai (APD) tapo svarbia optoelektroninių prietaisų tyrimų kryptimi dėl savo mažo dydžio, didelio efektyvumo ir lengvo integravimo. Signalo ir triukšmo santykis (SNR) yra svarbus APD fotodetektoriaus rodiklis, kuriam reikalingas didelis stiprinimas ir maža tamsioji srovė. Dvimatės (2D) medžiagos van der Valso heterosandūrų tyrimai rodo plačias perspektyvas kuriant didelio našumo APD. Kinijos tyrėjai pasirinko bipolinę dvimatę puslaidininkinę medžiagą WSe₂ kaip jautrią šviesai medžiagą ir kruopščiai paruošė Pt/WSe₂/Ni struktūrą.APD fotodetektoriussu geriausiai atitinkančia darbo funkcija, kad būtų išspręsta tradicinio APD būdinga stiprinimo triukšmo problema.
Tyrėjai pasiūlėlavinos fotodetektoriusremiantis Pt/WSe₂/Ni struktūra, pasiekė labai jautrų itin silpnų šviesos signalų aptikimą fW lygmenyje kambario temperatūroje. Jie pasirinko dvimatę puslaidininkinę medžiagą WSe₂, pasižyminčią puikiomis elektrinėmis savybėmis, ir sujungė ją su Pt ir Ni elektrodų medžiagomis, kad sėkmingai sukurtų naujo tipo lavinų fotodetektorių. Tiksliai optimizuojant darbo funkcijos atitikimą tarp Pt, WSe₂ ir Ni, buvo sukurtas pernašos mechanizmas, kuris gali efektyviai blokuoti tamsiuosius krūvininkus, tuo pačiu selektyviai leisdamas fotogeneruotiems krūvininkams praeiti. Šis mechanizmas žymiai sumažina krūvininkų smūginės jonizacijos sukeliamą triukšmą, todėl fotodetektorius gali pasiekti labai jautrų optinio signalo aptikimą esant itin mažam triukšmo lygiui.
Šis tyrimas parodo esminį medžiagų inžinerijos ir sąsajų optimizavimo vaidmenį gerinant našumą.fotodetektoriaiIšradingai suprojektavus elektrodus ir dvimačius elementus, buvo pasiektas tamsiųjų nešėjų ekranavimo efektas, žymiai sumažinantis triukšmo trukdžius ir dar labiau pagerinantis aptikimo efektyvumą. Šio detektoriaus veikimas atsispindi ne tik jo fotoelektrinėse charakteristikose, bet ir turi plačias taikymo galimybes. Dėl efektyvaus tamsiosios srovės blokavimo kambario temperatūroje ir efektyvios fotogeneruotų nešėjų absorbcijos šis fotodetektorius ypač tinka silpnų šviesos signalų aptikimui tokiose srityse kaip aplinkos monitoringas, astronominiai stebėjimai ir optinis ryšys. Šis tyrimų pasiekimas ne tik suteikia naujų idėjų mažo matmens medžiagų fotodetektorių kūrimui, bet ir siūlo naujas nuorodas būsimiems didelio našumo ir mažos galios optoelektroninių prietaisų tyrimams ir plėtrai.
Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 27 d.