Ymchwil Newydd ar Ffotosynhwyrydd Eirolau Dimensiwn Isel

Ymchwil Newydd ar Ffotosynhwyrydd Eirolau Dimensiwn Isel

Mae canfod sensitifrwydd uchel technolegau ychydig-ffoton neu hyd yn oed un-ffoton yn cynnig rhagolygon cymhwysiad sylweddol mewn meysydd fel delweddu golau isel, synhwyro o bell a thelemetreg, yn ogystal â chyfathrebu cwantwm. Yn eu plith, mae ffotosynhwyryddion eirlithriadau (APD) wedi dod yn gyfeiriad pwysig ym maes ymchwil dyfeisiau optoelectronig oherwydd eu maint bach, eu heffeithlonrwydd uchel a'u hintegreiddio hawdd. Mae cymhareb signal-i-sŵn (SNR) yn ddangosydd pwysig o Ffotosynhwyrydd APD, sydd angen enillion uchel a cherrynt tywyll isel. Mae'r ymchwil ar hetero-gyfforddiadau van der Waals deunydd dau ddimensiwn (2D) yn dangos rhagolygon eang wrth ddatblygu APDs perfformiad uchel. Dewisodd ymchwilwyr o Tsieina'r deunydd lled-ddargludyddion dau ddimensiwn deubegwn WSe₂ fel y deunydd ffotosensitif a pharatoi'r strwythur Pt/WSe₂/Ni yn ofalus.Ffotosynhwyrydd APDgyda'r swyddogaeth waith gyfatebol orau i ddatrys problem sŵn ennill cynhenid ​​APD traddodiadol.

Mae ymchwilwyr wedi cynnigffotosynhwyrydd eirlithriadauyn seiliedig ar y strwythur Pt/WSe₂/Ni, gan gyflawni canfod sensitif iawn o signalau golau gwan iawn ar lefel fW ar dymheredd ystafell. Dewisasant y deunydd lled-ddargludyddion dau ddimensiwn WSe₂, sydd â phriodweddau trydanol rhagorol, a'i gyfuno â deunyddiau electrod Pt a Ni i ddatblygu math newydd o ffotosynhwyrydd eirlithriad yn llwyddiannus. Trwy optimeiddio'r paru swyddogaeth waith rhwng Pt, WSe₂ a Ni yn fanwl gywir, dyluniwyd mecanwaith cludo a all rwystro cludwyr tywyll yn effeithiol wrth ganiatáu i gludwyr a gynhyrchir gan ffotogennyrch basio drwodd yn ddetholus. Mae'r mecanwaith hwn yn lleihau'r sŵn gormodol a achosir gan ïoneiddio effaith cludwr yn sylweddol, gan alluogi'r ffotosynhwyrydd i gyflawni canfod signal optegol sensitif iawn ar lefel sŵn isel iawn.

Mae'r astudiaeth hon yn dangos rôl hanfodol peirianneg deunyddiau ac optimeiddio rhyngwynebau wrth wella perfformiadffotosynwyryddionDrwy ddylunio electrodau a deunyddiau dau ddimensiwn yn ddyfeisgar, cyflawnwyd effaith cysgodi cludwyr tywyll, gan leihau ymyrraeth sŵn yn sylweddol a gwella effeithlonrwydd canfod ymhellach. Nid yn unig y mae perfformiad y synhwyrydd hwn yn cael ei adlewyrchu yn ei nodweddion ffotodrydanol, ond mae ganddo hefyd ragolygon cymhwysiad eang. Gyda'i rwystro effeithiol o gerrynt tywyll ar dymheredd ystafell ac amsugno effeithlon o gludwyr a gynhyrchir gan ffotogennyrch, mae'r ffotosynhwyrydd hwn yn arbennig o addas ar gyfer canfod signalau golau gwan mewn meysydd fel monitro amgylcheddol, arsylwi seryddol, a chyfathrebu optegol. Nid yn unig y mae'r cyflawniad ymchwil hwn yn darparu syniadau newydd ar gyfer datblygu ffotosynhwyryddion deunydd dimensiwn isel, ond mae hefyd yn cynnig cyfeiriadau newydd ar gyfer ymchwil a datblygu dyfeisiau optoelectronig perfformiad uchel a phŵer isel yn y dyfodol.