Yangi yuqori sezgirlikdagi fotodetektor

Yangi yuqori sezgirlikdagi fotodetektor

Yaqinda Xitoy Fanlar Akademiyasining (CAS) polikristalli galliyga boy galiy oksidi materiallariga (PGR-GaOX) asoslangan tadqiqot guruhi birinchi marta bog'langan interfeys orqali pirelektrik yuqori sezgirlik va yuqori javob tezligi yuqori fotodetektor uchun yangi dizayn strategiyasini taklif qildi. va fotoo'tkazuvchanlik effektlari va tegishli tadqiqotlar Advanced Materials jurnalida nashr etilgan. Yuqori energiyali fotoelektrik detektorlar (chuqur ultrabinafsha (DUV) rentgen diapazonlari uchun) turli sohalarda, jumladan, milliy xavfsizlik, tibbiyot va sanoat fanida muhim ahamiyatga ega.

Biroq, Si va a-Se kabi joriy yarimo'tkazgich materiallari katta qochqin oqimi va past rentgen nurlarini yutish koeffitsienti bilan bog'liq muammolarga ega, bu esa yuqori samarali aniqlash ehtiyojlarini qondirish qiyin. Aksincha, keng tarmoqli bo'shliq (WBG) yarim o'tkazgichli galyum oksidi materiallari yuqori energiyali fotoelektrik aniqlash uchun katta imkoniyatlarni ko'rsatadi. Biroq, moddiy tomondan muqarrar chuqur darajadagi tuzoq va qurilma strukturasida samarali dizaynning yo'qligi sababli, keng diapazonli yarimo'tkazgichlarga asoslangan yuqori sezgirlik va yuqori javob tezligi yuqori energiyali foton detektorlarini amalga oshirish qiyin. Ushbu muammolarni hal qilish uchun Xitoyda tadqiqot guruhi birinchi marta PGR-GaOX asosidagi pyroelektrik foto o'tkazuvchan diod (PPD) ni ishlab chiqdi. Interfeys pyroelektrik effektini fotoo'tkazuvchanlik effekti bilan birlashtirib, aniqlash ko'rsatkichlari sezilarli darajada yaxshilanadi. PPD ham DUV, ham rentgen nurlariga yuqori sezuvchanlik ko'rsatdi, javob tezligi mos ravishda 104A/Vt va 105mC×Gyair-1/sm2 gacha, bu shunga o'xshash materiallardan tayyorlangan oldingi detektorlarga qaraganda 100 baravar yuqori. Bundan tashqari, PGR-GaOX tükenme hududining qutbli simmetriyasidan kelib chiqqan interfeys piroelektrik ta'siri detektorning javob tezligini 105 marta 0,1 ms ga oshirishi mumkin. An'anaviy fotodiodlar bilan solishtirganda, o'z-o'zidan ishlaydigan PPDS rejimi yorug'likni almashtirish paytida pyroelektrik maydonlar tufayli yuqori daromad keltiradi.

Bunga qo'shimcha ravishda, PPD bias rejimida ishlashi mumkin, bu erda daromad kuchlanish kuchlanishiga juda bog'liq bo'ladi va kuchlanish kuchlanishini oshirish orqali o'ta yuqori daromadga erishish mumkin. PPD kam energiya iste'moli va yuqori sezgir tasvirni yaxshilash tizimlarida katta qo'llanilishi mumkin. Bu ish nafaqat GaOX ning istiqbolli yuqori energiyali fotodetektor materiali ekanligini isbotlabgina qolmay, balki yuqori samarali yuqori energiyali fotodetektorlarni amalga oshirishning yangi strategiyasini ham taqdim etadi.