Төмен шекті инфрақызылқар көшкіні фотодетекторы
Инфрақызыл көшкіннің фотодетекторы (APD фотодетекторы) класы болып табыладыжартылай өткізгіш фотоэлектрлік құрылғыларбірнеше фотонды немесе тіпті бір фотонды анықтау қабілетіне қол жеткізу үшін соқтығысты иондау эффектісі арқылы жоғары пайда әкеледі. Дегенмен, кәдімгі APD фотодетектор құрылымдарында, тепе-теңдіксіз тасымалдаушы шашырау процесі энергияның жоғалуына әкеледі, бұл көшкіннің шекті кернеуі әдетте 50-200 В жетуі керек. Бұл құрылғының жетек кернеуі мен оқу тізбегінің дизайнына жоғары талаптар қояды, шығындарды арттырады және кеңірек қолданбаларды шектейді.
Жақында қытайлық зерттеулер көшкіннің төменгі шекті кернеуі және жоғары сезімталдығы бар инфрақызыл детектордың жанында көшкіннің жаңа құрылымын ұсынды. Атомдық қабаттың өздігінен допингтік гомотүйініне негізделген көшкін фотодетекторы гетероидациялық байланыста болмай қоймайтын интерфейс ақаулық күйінен туындаған зиянды шашырауды шешеді. Сонымен қатар, трансляция симметриясының бұзылуынан туындаған күшті жергілікті «шың» электр өрісі тасымалдаушылар арасындағы кулондық өзара әрекеттесуді күшейту, жазықтықтан тыс фонон режимі басым шашырауды басу және тепе-теңдік емес тасымалдаушылардың жоғары екі еселенген тиімділігіне қол жеткізу үшін қолданылады. Бөлме температурасында шекті энергия теориялық шекке жақын (Мысалы, жартылай өткізгіштің жолақ аралығы) және инфрақызыл көшкін детекторының анықтау сезімталдығы 10000 фотон деңгейіне дейін.
Бұл зерттеу заряд тасымалдаушы көшкіндері үшін күшейту ортасы ретінде атом қабатындағы өздігінен легирленген вольфрам диеленидінің (WSe₂) гомо түйісуіне (екі өлшемді өтпелі металл халькогениді, TMD) негізделген. Кеңістіктік трансляциялық симметрияның бұзылуына мутантты гомоконференция интерфейсінде күшті жергілікті «шыбық» электр өрісін тудыру үшін топографиялық қадам мутациясын жобалау арқылы қол жеткізіледі.
Сонымен қатар, атомдық қалыңдық фонондық режимде басым шашырау механизмін басып, өте аз шығынмен тепе-теңдіксіз тасымалдаушының жеделдету және көбейту процесін жүзеге асыра алады. Бұл бөлме температурасындағы көшкіннің шектік энергиясын теориялық шекке, яғни жартылай өткізгіш материалдың жолақ аралығына жақындатады. Көшкіннің шекті кернеуі 50 В-тан 1,6 В-қа дейін төмендетілді, бұл зерттеушілерге көшкінді жүргізу үшін жетілген төмен вольтты цифрлық тізбектерді пайдалануға мүмкіндік берді.фотодетекторсондай-ақ жетек диодтары мен транзисторлар. Бұл зерттеу қар көшкінін көбейтудің төмен шекті эффектісін жобалау арқылы тепе-тең емес тасымалдаушы энергияны тиімді түрлендіруді және пайдалануды жүзеге асырады, бұл жоғары сезімтал, төменгі шекті және жоғары күшеюі бар көшкіндерді инфрақызыл анықтау технологиясының келесі буынын дамытудың жаңа перспективасын қамтамасыз етеді.
Жіберу уақыты: 16 сәуір-2025 ж