Synhwyrydd ffotosensitif newydd

Synhwyrydd ffotosensitif newydd

Yn ddiweddar, cynigiodd tîm ymchwil yn Academi Gwyddorau Tsieineaidd (CAS) yn seiliedig ar Ddeunyddiau Gallium ocsid Gallium-gyfoethog polycrystalline (PGR-GaOX) am y tro cyntaf strategaeth ddylunio newydd ar gyfer sensitifrwydd uchel a chyflymder ymateb uchel photodetector uchel trwy ryngwyneb pyroelectrig cypledig ac effeithiau ffotoddargludedd, a chyhoeddwyd yr ymchwil berthnasol yn Deunyddiau Uwch. Mae synwyryddion ffotodrydanol ynni uchel (ar gyfer bandiau pelydr-X uwchfioled dwfn (DUV)) yn hollbwysig mewn amrywiaeth o feysydd, gan gynnwys diogelwch cenedlaethol, meddygaeth a gwyddoniaeth ddiwydiannol.

Fodd bynnag, mae gan y deunyddiau lled-ddargludyddion presennol fel Si a α-Se broblemau cerrynt gollyngiadau mawr a chyfernod amsugno pelydr-X isel, sy'n anodd diwallu anghenion canfod perfformiad uchel. Mewn cyferbyniad, mae deunyddiau gallium ocsid lled-ddargludyddion bwlch band eang (WBG) yn dangos potensial mawr ar gyfer canfod ffotodrydanol ynni uchel. Fodd bynnag, oherwydd y trap lefel dwfn anochel ar yr ochr ddeunydd a'r diffyg dyluniad effeithiol ar strwythur y ddyfais, mae'n heriol sylweddoli sensitifrwydd uchel a chyflymder ymateb uchel synwyryddion ffoton ynni uchel yn seiliedig ar lled-ddargludyddion bwlch band eang. Er mwyn mynd i'r afael â'r heriau hyn, mae tîm ymchwil yn Tsieina wedi dylunio deuod ffoto-ddargludol pyroelectrig (PPD) yn seiliedig ar PGR-GaOX am y tro cyntaf. Trwy gyplu effaith pyroelectrig y rhyngwyneb â'r effaith ffoto-ddargludedd, mae'r perfformiad canfod wedi gwella'n sylweddol. Dangosodd PPD sensitifrwydd uchel i DUV a phelydr-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 a wnaed o ddeunyddiau tebyg. Yn ogystal, gall yr effaith pyroelectrig rhyngwyneb a achosir gan gymesuredd pegynol rhanbarth disbyddu PGR-GaOX gynyddu cyflymder ymateb y synhwyrydd 105 gwaith i 0.1ms. O'i gymharu â ffotodiodes confensiynol, mae modd hunan-bweru PPDS yn cynhyrchu enillion uwch oherwydd meysydd pyroelectrig yn ystod newid golau.

Yn ogystal, gall PPD weithredu yn y modd gogwydd, lle mae'r cynnydd yn ddibynnol iawn ar y foltedd gogwydd, a gellir cyflawni cynnydd uwch-uchel trwy gynyddu'r foltedd bias. Mae gan PPD botensial cymhwysiad gwych mewn defnydd isel o ynni a systemau gwella delweddu sensitifrwydd uchel. Mae'r gwaith hwn nid yn unig yn profi bod GaOX yn ddeunydd ffotodetector ynni uchel addawol, ond hefyd yn darparu strategaeth newydd ar gyfer gwireddu ffotosynwyryddion ynni uchel perfformiad uchel.