Fotoditekter ġdid b'sensittività għolja

Ġdidfotoditekter ta' sensittività għolja

Riċentement, tim ta' riċerka fl-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi (CAS) ibbażat fuq Materjali tal-Ossidu tal-Gallju rikki fil-gallju polikristallin (PGR-GaOX) ippropona għall-ewwel darba strateġija ta' disinn ġdida għal sensittività għolja u veloċità ta' rispons għolja.fotoditekterpermezz ta' effetti piroelettriċi u fotokonduttività ta' interfaċċja akkoppjata, u r-riċerka rilevanti ġiet ippubblikata f'Advanced Materials. Enerġija għoljaditekters fotoelettriċi(għal meded ta' ultravjola profonda (DUV) għal raġġi-X) huma kritiċi f'varjetà ta' oqsma, inklużi s-sigurtà nazzjonali, il-mediċina, u x-xjenza industrijali.

Madankollu, il-materjali semikondutturi attwali bħal Si u α-Se għandhom problemi ta’ kurrent ta’ tnixxija kbir u koeffiċjent baxx ta’ assorbiment tar-raġġi-X, li huwa diffiċli biex jintlaħqu l-ħtiġijiet ta’ skoperta ta’ prestazzjoni għolja. B’kuntrast, materjali semikondutturi tal-gallju ossidu b’medda wiesgħa ta’ distanza (WBG) juru potenzjal kbir għal skoperta fotoelettrika ta’ enerġija għolja. Madankollu, minħabba n-nassa inevitabbli ta’ livell fond fuq in-naħa tal-materjal u n-nuqqas ta’ disinn effettiv fuq l-istruttura tal-apparat, huwa ta’ sfida li jiġu realizzati ditekters tal-fotoni ta’ enerġija għolja b’sensittività għolja u veloċità ta’ rispons għolja bbażati fuq semikondutturi b’medda wiesgħa ta’ distanza. Biex jindirizzaw dawn l-isfidi, tim ta’ riċerka fiċ-Ċina ddisinja dijodu fotokonduttiv piroelettriku (PPD) ibbażat fuq PGR-GaOX għall-ewwel darba. Billi jgħaqqad l-effett piroelettriku tal-interfaċċja mal-effett tal-fotokonduttività, il-prestazzjoni tad-detezzjoni titjieb b’mod sinifikanti. Il-PPD wera sensittività għolja kemm għad-DUV kif ukoll għar-raġġi-X, b’rati ta’ rispons sa 104A/W u 105μC×Gyair-1/cm2, rispettivament, aktar minn 100 darba ogħla mid-ditekters preċedenti magħmula minn materjali simili. Barra minn hekk, l-effett piroelettriku tal-interfaċċja kkawżat mis-simetrija polari tar-reġjun tat-tnaqqis tal-PGR-GaOX jista' jżid il-veloċità tar-rispons tad-ditekter b'105 darbiet għal 0.1ms. Meta mqabbla mal-fotodijodi konvenzjonali, il-PPDS fil-modalità awto-alimentata jipproduċu qligħ ogħla minħabba l-kampi piroelettriċi waqt il-bdil tad-dawl.

Barra minn hekk, il-PPD jista' jopera fil-modalità ta' polarizzazzjoni, fejn il-qligħ jiddependi ħafna fuq il-vultaġġ ta' polarizzazzjoni, u qligħ ultra-għoli jista' jinkiseb billi jiżdied il-vultaġġ ta' polarizzazzjoni. Il-PPD għandu potenzjal kbir ta' applikazzjoni f'sistemi ta' titjib tal-immaġini b'konsum baxx ta' enerġija u sensittività għolja. Dan ix-xogħol mhux biss juri li GaOX huwa promettentifotoditekter ta' enerġija għoljamaterjal, iżda jipprovdi wkoll strateġija ġdida għar-realizzazzjoni ta' fotoditekters ta' enerġija għolja u prestazzjoni għolja.