Ике үлчәмлекардан фотодетектор
Биполяр ике үлчәмле кар көчле фотодетектор (APD фотодетектор) ультра түбән тавышка һәм югары сизгерлекне ачыклауга ирешә
Берничә фотонның, хәтта бер фотонның югары сизгерлеген ачыклау, зәгыйфь яктылык күзаллау, дистанцион сенсор һәм телеметрия, квант элемтәсе кебек өлкәләрдә мөһим куллану перспективаларына ия. Алар арасында кар көчле фотодетектор (APD) оптоэлектрон җайланмаларны тикшерү өлкәсендә мөһим юнәлешкә әйләнде, аның зурлыгы, югары эффективлыгы һәм җиңел интеграциясе. Сигнал-шу коэффициенты (SNR) - APD фотодетекторының мөһим күрсәткече, ул югары табыш һәм түбән караңгы ток таләп итә. Ике үлчәмле (2D) материалларның ван дер Вальс гетерожункцияләре буенча үткәрелгән тикшеренүләр югары җитештерүчәнле APD үсешенең киң перспективаларын күрсәтәләр. Кытай тикшерүчеләре биполяр ике үлчәмле ярымүткәргеч материал WSe₂ны фотосенситив материал итеп сайлап алдылар һәм традицион APD фотодетекторының табигый шау-шу проблемасын чишү өчен, Pt / WSe₂ / Ni структурасы булган APD фотодетекторын җентекләп әзерләделәр.
Тикшеренү төркеме Pt / WSe₂ / Ni структурасы нигезендә кар көчләрен фотодетектор тәкъдим итте, бу бүлмә температурасында fW дәрәҗәсендә бик зәгыйфь яктылык сигналларын бик сизгер ачыклауга иреште. Алар WSe₂ның ике үлчәмле ярымүткәргеч материалын сайлап алдылар, алар бик яхшы электр характеристикасына ия, һәм Pt һәм Ni электрод материалларын берләштереп, кар көчлегенең яңа төрен уңышлы үстерү өчен. Pt, WSe₂ һәм Ni арасында эш функциясен төгәл оптимальләштереп, транспорт механизмы эшләнде, ул караңгы йөртүчеләрне эффектив блоклый ала, шул ук вакытта фотогенератор йөртүчеләргә үтеп керергә рөхсәт итә. Бу механизм операторның йогынтысын ионлаштыру аркасында килеп чыккан артык тавышны сизелерлек киметә, фотодетекторга бик түбән тавыш дәрәҗәсендә оптик сигналны ачыкларга мөмкинлек бирә.
Аннары, көчсез электр кыры китереп чыгарган кар көчле эффект механизмын ачыклау өчен, тикшерүчеләр башта төрле металлларның эш функцияләренең WSe₂ белән туры килүен бәяләделәр. Төрле металл электродлары булган металл ярымүткәргеч-металл (MSM) җайланмалары сериясе уйлап чыгарылган һәм аларда тиешле сынаулар үткәрелгән. Моннан тыш, кар көчләре башланганчы ташучы таралуны киметеп, тәэсир ионизациясенең очраклы булуы йомшартылырга мөмкин, шуның белән тавышны киметергә мөмкин. Шуңа күрә тиешле тестлар үткәрелде. Алга таба Pt / WSe₂ / Ni APD өстенлеген күрсәтү өчен, тикшерүчеләр алга таба төрле фотоэлектрик кыйммәтләре астында җайланманың -3 dB киңлек киңлеген бәяләделәр.
Эксперименталь нәтиҗәләр шуны күрсәтә: Pt / WSe₂ / Ni детекторы бүлмә температурасында бик түбән тавышка эквивалент көчен күрсәтә (NEP), ул бары тик 8.07 fW / √Hz. Димәк, детектор бик зәгыйфь оптик сигналларны ачыклый ала. Моннан тыш, бу җайланма 5 × 10⁵ зур табыш белән 20 кГц модуляция ешлыгында тотрыклы эшли ала, югары табыш һәм киңлек киңлеген тигезләү авыр булган традицион фотоволтаик детекторларның техник кыенлыгын уңышлы чишә ала. Бу үзенчәлек аны югары табыш һәм түбән тавыш таләп иткән кушымталарда зур өстенлекләр белән тәэмин итәр дип көтелә.
Бу тикшеренүләр материаль инженерлык һәм интерфейс оптимизациясенең эффективлыгын арттыруда мөһим роль уйныйфотодетекторлар. Электродларның һәм ике үлчәмле материалларның оста дизайны ярдәмендә караңгы йөртүчеләрнең саклагыч эффектына ирешелде, шау-шу комачаулавын сизелерлек киметте һәм ачыклау эффективлыгын тагын да яхшыртты.
Бу детекторның эшләнеше фотоэлектрик үзенчәлекләрдә генә түгел, ә куллану перспективалары да бар. Бүлмә температурасында кара токны эффектив блоклау һәм фотогенератор йөртүчеләрнең эффектив үзләштерүе белән, бу детектор экологик мониторинг, астрономик күзәтү, оптик элемтә кебек өлкәләрдә зәгыйфь яктылык сигналларын табу өчен аеруча яраклы. Бу тикшеренү казанышы түбән үлчәмле материал фотодетекторларын үстерү өчен яңа идеялар гына түгел, киләчәктә югары җитештерүчән һәм аз көчле оптоэлектрон җайланмалар үсеше һәм үсеше өчен яңа сылтамалар тәкъдим итә.
Пост вакыты: 18-2025 июнь