Photodetector ġdid ta 'sensittività għolja

Photodetector ġdid ta 'sensittività għolja

Riċentement, tim ta 'riċerka fl-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża (CAS) ibbażat fuq Materjali ta' ossidu tal-gallju polikristallin b'ħafna gallju (PGR-GaOX) ippropona għall-ewwel darba strateġija ta 'disinn ġdida għal sensittività għolja u veloċità għolja ta' reazzjoni fotodetector għoli permezz ta 'interface akkoppjata piroelettrika u l-effetti tal-fotokonduttività, u r-riċerka rilevanti ġiet ippubblikata f'Materjali Avvanzati. Ditekters fotoelettriċi ta 'enerġija għolja (għall-ultravjola profonda (DUV) għal meded tar-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 il-problemi ta 'kurrent ta' tnixxija kbir u koeffiċjent baxx ta 'assorbiment tar-raġġi-X, li huwa diffiċli biex tissodisfa l-ħtiġijiet ta' skoperta ta 'prestazzjoni għolja. B'kuntrast, materjali ta ' l-ossidu tal-gallju semikondutturi b'firxa wiesgħa (WBG) juru potenzjal kbir għal skoperta fotoelettrika ta 'enerġija għolja. Madankollu, minħabba n-nassa inevitabbli ta 'livell fil-fond fuq in-naħa tal-materjal u n-nuqqas ta' disinn effettiv fuq l-istruttura tal-apparat, huwa ta 'sfida li tirrealizza sensittività għolja u ditekters ta' fotoni ta 'enerġija għolja b'veloċità għolja ta' rispons ibbażati fuq semikondutturi b'distakk ta 'faxxa wiesgħa. Biex jindirizza dawn l-isfidi, tim ta 'riċerka fiċ-Ċina ddisinja dajowd fotokonduttiv piroelettriku (PPD) ibbażat fuq PGR-GaOX għall-ewwel darba. Billi tgħaqqad l-effett piroelettriku tal-interface mal-effett tal-fotokonduttività, il-prestazzjoni tal-kxif titjieb b'mod sinifikanti. PPD wera sensittività għolja kemm għal DUV kif ukoll għar-raġġi-X, b'rati ta 'rispons sa 104A/W u 105μC × Gyair-1/cm2, rispettivament, aktar minn 100 darba ogħla minn ditekters preċedenti magħmula minn materjali simili. Barra minn hekk, l-effett piroelettriku ta 'l-interface ikkawżat mis-simetrija polari tar-reġjun tat-tnaqqis PGR-GaOX jista' jżid il-veloċità tar-rispons tad-ditekter b'105 darbiet għal 0.1ms. Meta mqabbel ma 'photodiodes konvenzjonali, il-modalità li taħdem għal rasha PPDS tipproduċi qligħ ogħla minħabba kampijiet piroelettriċi waqt il-bidla tad-dawl.

Barra minn hekk, PPD jista 'jopera fil-modalità bias, fejn il-qligħ huwa dipendenti ħafna fuq il-vultaġġ tal-preġudizzju, u qligħ ultra-għoli jista' jinkiseb billi jiżdied il-vultaġġ tal-preġudizzju. PPD għandu potenzjal kbir ta 'applikazzjoni f'konsum baxx ta' enerġija u sistemi ta 'titjib tal-immaġini ta' sensittività għolja. Dan ix-xogħol mhux biss jipprova li GaOX huwa materjal promettenti fotodetector ta 'enerġija għolja, iżda jipprovdi wkoll strateġija ġdida biex jiġu realizzati fotodetectors ta' enerġija għolja ta 'prestazzjoni għolja.