Төмен өлшемді көшкін фотодетекторы бойынша жаңа зерттеулер
Аз фотонды немесе тіпті бір фотонды технологияларды жоғары сезімталдықпен анықтау жарық аз болған кезде бейнелеу, қашықтықтан зондтау және телеметрия, сондай-ақ кванттық байланыс сияқты салаларда айтарлықтай қолдану мүмкіндіктеріне ие. Олардың ішінде көшкін фотодетекторлары (APD) кішігірім өлшемдеріне, жоғары тиімділігіне және оңай интеграциялануына байланысты оптоэлектрондық құрылғыларды зерттеу саласындағы маңызды бағытқа айналды. Сигнал-шу қатынасы (SNR) жоғары күшейту мен төмен қараңғы токты қажет ететін APD фотодетекторының маңызды көрсеткіші болып табылады. Ван-дер-Ваальс екі өлшемді (2D) материалының гетероөткізгіштерін зерттеу жоғары өнімді APD әзірлеуде кең мүмкіндіктерді көрсетеді. Қытайдан келген зерттеушілер фотосезімтал материал ретінде WSe₂ екі өлшемді жартылай өткізгіш материалын таңдап, Pt/WSe₂/Ni құрылымын мұқият дайындады.APD фотодетекторыдәстүрлі APD-нің ішкі күшейту шуы мәселесін шешу үшін ең жақсы сәйкес келетін жұмыс функциясымен.
Зерттеушілер ұсындыкөшкін фотодетекторыPt/WSe₂/Ni құрылымына негізделген, бөлме температурасында fW деңгейінде өте әлсіз жарық сигналдарын жоғары сезімталдықпен анықтауға қол жеткізді. Олар тамаша электрлік қасиеттері бар екі өлшемді жартылай өткізгіш материал WSe₂ таңдап, оны Pt және Ni электрод материалдарымен біріктіріп, көшкін фотодетекторының жаңа түрін сәтті жасады. Pt, WSe₂ және Ni арасындағы жұмыс функциясын дәл оңтайландыру арқылы фотогенерацияланған тасымалдаушылардың өтуіне селективті түрде мүмкіндік бере отырып, қараңғы тасымалдаушыларды тиімді түрде бұғаттайтын тасымалдау механизмі жасалды. Бұл механизм тасымалдаушының соққы иондалуы тудыратын артық шуды айтарлықтай азайтады, бұл фотодетекторға өте төмен шу деңгейінде жоғары сезімталдықтағы оптикалық сигналды анықтауға мүмкіндік береді.
Бұл зерттеу материалдар инженериясы мен интерфейсті оңтайландырудың өнімділікті арттырудағы маңызды рөлін көрсетедіфотодетекторларЭлектродтар мен екі өлшемді материалдарды тапқырлықпен жобалау арқылы қараңғы тасымалдағыштардың экрандау әсеріне қол жеткізілді, бұл шу кедергісін айтарлықтай азайтып, анықтау тиімділігін одан әрі жақсартты. Бұл детектордың жұмысы оның фотоэлектрлік сипаттамаларынан ғана емес, сонымен қатар кең қолдану перспективаларынан да көрінеді. Бөлме температурасында қараңғы токты тиімді блоктау және фотогенерацияланған тасымалдағыштарды тиімді сіңіру арқылы бұл фотодетектор қоршаған ортаны бақылау, астрономиялық бақылау және оптикалық байланыс сияқты салаларда әлсіз жарық сигналдарын анықтау үшін өте қолайлы. Бұл зерттеу жетістігі төмен өлшемді материалдық фотодетекторларды әзірлеу үшін жаңа идеялар ұсынып қана қоймай, сонымен қатар жоғары өнімді және төмен қуатты оптоэлектрондық құрылғыларды болашақта зерттеу және әзірлеу үшін жаңа сілтемелер ұсынады.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 27 тамыз