Ffotodetector sensitifrwydd uchel newydd

Newyddffotodetector sensitifrwydd uchel

Yn ddiweddar, cynigiodd tîm ymchwil yn Academi Gwyddorau Tsieineaidd (CAS) yn seiliedig ar ddeunyddiau ocsid Gallium ocsid Polycrystalline Gallium (PGR-GAOX) am y tro cyntaf strategaeth ddylunio newydd ar gyfer sensitifrwydd uchel a chyflymder ymateb uchel yn uchelffotodetectorTrwy effeithiau pyroelectric a ffotoconductivity rhyngwyneb cypledig, a chyhoeddwyd yr ymchwil berthnasol mewn deunyddiau uwch. HuchelSynwyryddion ffotodrydanol(ar gyfer uwchfioled dwfn (DUV) i fandiau pelydr-X) yn hollbwysig mewn amrywiaeth o feysydd, gan gynnwys diogelwch cenedlaethol, meddygaeth a gwyddoniaeth ddiwydiannol.

Fodd bynnag, mae gan y deunyddiau lled-ddargludyddion cyfredol fel Si ac α-SE broblemau cyfernod amsugno pelydr-X isel a phelydr-X isel, sy'n anodd diwallu anghenion canfod perfformiad uchel. Mewn cyferbyniad, mae deunyddiau lled-ddargludyddion bwlch llydan (WBG) yn dangos potensial mawr ar gyfer canfod ffotodrydanol ynni uchel. Fodd bynnag, oherwydd y trap lefel ddwfn anochel ar yr ochr faterol a'r diffyg dyluniad effeithiol ar strwythur y ddyfais, mae'n heriol gwireddu sensitifrwydd uchel a chyflymder ymateb uchel synwyryddion ffoton egni uchel yn seiliedig ar led-ddargludyddion bwlch band eang. Er mwyn mynd i'r afael â'r heriau hyn, mae tîm ymchwil yn Tsieina wedi cynllunio deuod ffotoconductive pyroelectric (PPD) yn seiliedig ar PGR-GAOX am y tro cyntaf. Trwy gyplysu'r effaith pyroelectric rhyngwyneb gyda'r effaith ffotoconductivity, mae'r perfformiad canfod yn cael ei wella'n sylweddol. Dangosodd PPD sensitifrwydd uchel i belydrau DUV ac X, gyda chyfraddau ymateb hyd at 104A/W a 105μC × GYAIR-1/cm2, yn y drefn honno, fwy na 100 gwaith yn uwch na synwyryddion blaenorol wedi'u gwneud o ddeunyddiau tebyg. Yn ogystal, gall yr effaith pyroelectric rhyngwyneb a achosir gan gymesuredd pegynol rhanbarth disbyddu PGR-GAOX gynyddu cyflymder ymateb y synhwyrydd 105 gwaith i 0.1ms. O'u cymharu â ffotodiodau confensiynol, mae PPDs modd hunan-bwer yn cynhyrchu enillion uwch oherwydd caeau pyroelectric yn ystod newid golau.

Yn ogystal, gall PPD weithredu yn y modd rhagfarn, lle mae'r enillion yn ddibynnol iawn ar y foltedd rhagfarn, a gellir sicrhau enillion uwch-uchel trwy gynyddu'r foltedd rhagfarn. Mae gan PPD botensial cymhwyso gwych wrth ddefnyddio ynni isel a systemau gwella delweddu sensitifrwydd uchel. Mae'r gwaith hwn nid yn unig yn profi bod Gaox yn addawolffotodetector egni ucheldeunydd, ond hefyd yn darparu strategaeth newydd ar gyfer gwireddu ffotodetectorau egni uchel perfformiad uchel.