Riċerka Ġdida dwar Fotoditekter tal-Valanga ta' Dimensjonijiet Baxxi
L-iskoperta b'sensittività għolja ta' teknoloġiji ta' ftit fotoni jew saħansitra foton wieħed għandha prospetti ta' applikazzjoni sinifikanti f'oqsma bħall-immaġini b'dawl baxx, it-telerilevament u t-telemetrija, kif ukoll il-komunikazzjoni kwantistika. Fost dawn, id-ditekters tal-valangi (APD) saru direzzjoni importanti fil-qasam tar-riċerka dwar apparati optoelettroniċi minħabba d-daqs żgħir tagħhom, l-effiċjenza għolja u l-integrazzjoni faċli. Il-proporzjon sinjal-ħoss (SNR) huwa indikatur importanti tad-ditekter APD, li jeħtieġ qligħ għoli u kurrent skur baxx. Ir-riċerka fuq eteroġunzjonijiet van der Waals ta' materjal bidimensjonali (2D) turi prospetti wesgħin fl-iżvilupp ta' APDs ta' prestazzjoni għolja. Riċerkaturi miċ-Ċina għażlu l-materjal semikonduttur bipolari bidimensjonali WSe₂ bħala l-materjal fotosensittiv u ħejjew bir-reqqa l-istruttura Pt/WSe₂/Ni.Fotoditekter tal-APDbl-aħjar funzjoni tax-xogħol ta' tqabbil biex tissolva l-problema inerenti tal-istorbju tal-qligħ tal-APD tradizzjonali.
Ir-riċerkaturi pproponewfotoditekter tal-valangiIbbażat fuq l-istruttura Pt/WSe₂/Ni, kiseb skoperta sensittiva ħafna ta' sinjali tad-dawl dgħajfa ħafna fil-livell fW f'temperatura tal-kamra. Huma għażlu l-materjal semikonduttur bidimensjonali WSe₂, li għandu proprjetajiet elettriċi eċċellenti, u kkombinawh ma' materjali tal-elettrodi Pt u Ni biex jiżviluppaw b'suċċess tip ġdid ta' fotoditekter tal-valangi. Billi ottimizzaw b'mod preċiż it-tqabbil tal-funzjoni tax-xogħol fost Pt, WSe₂ u Ni, ġie ddisinjat mekkaniżmu ta' trasport li jista' jimblokka b'mod effettiv it-trasportaturi skuri filwaqt li jippermetti b'mod selettiv lit-trasportaturi fotoġenerati jgħaddu. Dan il-mekkaniżmu jnaqqas b'mod sinifikanti l-istorbju żejjed ikkawżat mill-jonizzazzjoni tal-impatt tat-trasportatur, u jippermetti li l-fotoditekter jikseb skoperta ta' sinjali ottiċi sensittivi ħafna f'livell ta' storbju baxx ħafna.
Dan l-istudju juri r-rwol kruċjali tal-inġinerija tal-materjali u l-ottimizzazzjoni tal-interfaċċja fit-titjib tal-prestazzjoni ta'fotodetetturiPermezz ta' disinn inġenjuż ta' elettrodi u materjali bidimensjonali, inkiseb l-effett ta' lqugħ tat-trasportaturi skuri, li naqqas b'mod sinifikanti l-interferenza tal-istorbju u tejjeb aktar l-effiċjenza tad-detezzjoni. Il-prestazzjoni ta' dan id-ditekter mhux biss hija riflessa fil-karatteristiċi fotoelettriċi tiegħu, iżda għandha wkoll prospetti wesgħin ta' applikazzjoni. Bl-imblukkar effettiv tiegħu tal-kurrent skur f'temperatura tal-kamra u l-assorbiment effiċjenti tat-trasportaturi fotoġenerati, dan il-fotoditekter huwa partikolarment adattat għad-detezzjoni ta' sinjali tad-dawl dgħajfa f'oqsma bħall-monitoraġġ ambjentali, l-osservazzjoni astronomika, u l-komunikazzjoni ottika. Dan il-kisba fir-riċerka mhux biss tipprovdi ideat ġodda għall-iżvilupp ta' fotoditekters ta' materjali b'dimensjonijiet baxxi, iżda toffri wkoll referenzi ġodda għar-riċerka u l-iżvilupp futuri ta' apparati optoelettroniċi ta' prestazzjoni għolja u enerġija baxxa.
Ħin tal-posta: 27 ta' Awwissu 2025