Жаңажоғары сезімталдықты фотодетектор
Жақында Қытай Ғылым Академиясының (CAS) поликристалды галлийге бай галлий оксиді материалдарына (PGR-GaOX) негізделген зерттеу тобы алғаш рет жоғары сезімталдық пен жоғары жауап беру жылдамдығына арналған жаңа дизайн стратегиясын ұсынды.фотодетекторпироэлектрлік және фотоөткізгіштік әсерлерінің байланысқан интерфейсі арқылы, және тиісті зерттеулер Advanced Materials журналында жарияланды. Жоғары энергиялыфотоэлектрлік детекторлар(терең ультракүлгін (DUV) рентгендік жолақтарға арналған) ұлттық қауіпсіздік, медицина және өнеркәсіптік ғылым сияқты әртүрлі салаларда өте маңызды.
Дегенмен, Si және α-Se сияқты қазіргі жартылай өткізгіш материалдарда үлкен ағып кету тогы және төмен рентгендік жұтылу коэффициенті проблемалары бар, бұл жоғары өнімділікті анықтау қажеттіліктерін қанағаттандыру қиын. Керісінше, кең жолақты саңылау (WBG) жартылай өткізгіш галлий оксиді материалдары жоғары энергиялы фотоэлектрлік анықтау үшін үлкен әлеуетке ие. Дегенмен, материалдық жағында сөзсіз терең деңгейлі тұзақтың болуына және құрылғы құрылымында тиімді дизайнның болмауына байланысты кең жолақты саңылау жартылай өткізгіштеріне негізделген жоғары сезімталдық пен жоғары жауап жылдамдығы жоғары жоғары энергиялы фотон детекторларын жүзеге асыру қиын. Осы қиындықтарды шешу үшін Қытайдағы зерттеу тобы алғаш рет PGR-GaOX негізіндегі пироэлектрлік фотоөткізгіш диодты (PPD) жасады. Интерфейстік пироэлектрлік эффектіні фотоөткізгіштік эффектісімен біріктіру арқылы анықтау өнімділігі айтарлықтай жақсарды. PPD DUV және рентген сәулелеріне жоғары сезімталдық көрсетті, жауап беру жылдамдығы сәйкесінше 104A/W және 105μC×Gyair-1/см2 дейін, бұл ұқсас материалдардан жасалған бұрынғы детекторларға қарағанда 100 еседен астам жоғары. Сонымен қатар, PGR-GaOX сарқылу аймағының полярлық симметриясынан туындаған интерфейстік пироэлектрлік әсер детектордың жауап беру жылдамдығын 105 есеге, 0,1 мс-ке дейін арттыра алады. Дәстүрлі фотодиодтармен салыстырғанда, өздігінен жұмыс істейтін PPDS режимі жарықты ауыстыру кезінде пироэлектрлік өрістерге байланысты жоғары күшейтулер береді.
Сонымен қатар, PPD ығысу режимінде жұмыс істей алады, мұнда күшейту ығысу кернеуіне қатты тәуелді, ал ығысу кернеуін арттыру арқылы өте жоғары күшейтуге қол жеткізуге болады. PPD төмен энергия тұтыну және жоғары сезімталдықты бейнелеуді жақсарту жүйелерінде үлкен қолдану әлеуетіне ие. Бұл жұмыс GaOX перспективалы екенін дәлелдеп қана қоймай,жоғары энергиялы фотодетекторматериал, сонымен қатар жоғары өнімді жоғары энергиялы фотодетекторларды жүзеге асырудың жаңа стратегиясын ұсынады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 10 қыркүйек