Жогорку өндүрүмдүүлүк менен өзүн-өзү башкарууинфракызыл фотодетектор
инфракызылфотодетекторкүчтүү каршы кийлигишүү жөндөмдүүлүгү, күчтүү максатты таануу жөндөмдүүлүгү, бардык аба ырайы менен иштөө жана жакшы жашыруу өзгөчөлүктөрү бар. Ал медицина, аскердик, космостук технологиялар жана экологиялык инженерия сыяктуу тармактарда барган сайын маанилүү ролду ойноп жатат. Алардын арасында өзүн-өзү башкарууфотоэлектрдик аныктоотышкы кошумча электр энергиясысыз өз алдынча иштей ала турган чип өзүнүн уникалдуу иштеши (мисалы, энергетикалык көз карандысыздык, жогорку сезгичтик жана туруктуулук ж. Ал эми, салттуу фотоэлектрдик аныктоо микросхемалары, мисалы, кремнийге негизделген же тар тилкелүү жарым өткөргүчкө негизделген инфракызыл микросхемалар фототокторду өндүрүү үчүн фотогенерацияланган алып жүрүүчүлөрдү бөлүү үчүн кошумча чыңалууларды гана талап кылбастан, ошондой эле жылуулук ызы-чууларын азайтуу жана жооп кайтаруу жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн кошумча муздатуу системаларына муктаж. Ошондуктан, келечекте инфракызыл аныктоо микросхемаларынын кийинки муундагы жаңы концепцияларды жана талаптарды канааттандыруу кыйын болуп калды, мисалы, аз энергия керектөө, кичинекей өлчөмдө, арзан баада жана жогорку өндүрүмдүүлүк.
Жакында Кытай менен Швециянын изилдөө топтору графен нанолентасынын (GNR) пленкаларына/глиноземине/бир кристалл кремнийине негизделген жаңы пин гетероожундук өз алдынча башкарылуучу кыска толкундуу инфракызыл (SWIR) фотоэлектрдик аныктоочу чипти сунушташты. Гетерогендүү интерфейс жана орнотулган электр талаасы менен шартталган оптикалык дарбаза эффектинин биргелешкен эффектисинин астында чип нөлдүк чыңалууда ультра жогорку жооп жана аныктоо көрсөткүчтөрүн көрсөттү. Фотоэлектрдик аныктоо чипинин жооп берүү ылдамдыгы 75,3 А/Вт чейин, өзүн-өзү башкаруу режиминде, 7,5 × 10¹⁴ Джонс аныктоо ылдамдыгы жана 104% жакын тышкы кванттык эффективдүүлүк, кремний негизиндеги микросхемалардын бир эле түрүнүн аныктоо көрсөткүчтөрүн рекорддук 7 даражага жакшыртат. Кошумчалай кетсек, кадимки диск режиминде чиптин жооп берүү ылдамдыгы, аныктоо ылдамдыгы жана тышкы кванттык эффективдүүлүгү тиешелүүлүгүнө жараша 843 A/W, 10¹⁵ Джонс жана 105%га чейин жетет, булардын бардыгы учурдагы изилдөөдө билдирилген эң жогорку маанилер. Ошол эле учурда, бул изилдөө фотоэлектрдик аныктоо чипинин оптикалык байланыш жана инфракызыл сүрөттөө тармактарында реалдуу колдонулушун көрсөтүп, анын зор колдонуу потенциалын көрсөттү.
Графен наноленталарына /Al₂O₃/ монокристалл кремнийине негизделген фотодетектордун фотоэлектрдик көрсөткүчтөрүн системалуу түрдө изилдөө үчүн изилдөөчүлөр анын статикалык (токтук чыңалуу ийри сызыгы) жана динамикалык мүнөздөмө жоопторун (учурдагы убакыт ийри сызыгы) сынашкан. Графен нанолентасынын /Al₂O₃/ монокристаллдуу кремний гетероструктурасынын фотодетекторунун оптикалык жооптун мүнөздөмөлөрүн системалуу түрдө баалоо үчүн, ар кандай чыңалуудагы чыңалууларда, изилдөөчүлөр аппараттын динамикалык токтун реакциясын 0 V, -1 V, -3 V жана -5 V тенденцияларында, оптикалык кубаттуулугу μW/cm2. Фототок тескери кыйшаюу менен көбөйөт жана бардык кыйшаюу чыңалууларында тез жооп ылдамдыгын көрсөтөт.
Акыр-аягы, изилдөөчүлөр сүрөттөө системасын ойлоп чыгышты жана ийгиликтүү кыска толкун инфракызыл сүрөттөрдү өз алдынча башкарууга жетишти. Система нөлдүк шартта иштейт жана эч кандай энергия керектөөгө болбойт. Фотодетектордун сүрөттөө мүмкүнчүлүгү "T" тамгасы бар кара масканы колдонуу менен бааланган (1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй).
Жыйынтыктап айтканда, бул изилдөө графен наноленталарына негизделген өз алдынча иштеген фотодетекторлорду ийгиликтүү жасап, рекорддук жогорку жооп ылдамдыгына жетишти. Ошол эле учурда, изилдөөчүлөр бул оптикалык байланыш жана сүрөттөө мүмкүнчүлүктөрүн ийгиликтүү көрсөтүштү.жогорку жооп берүүчү фотодетектор. Изилдөөнүн бул жетишкендиги графен наноленталарын жана кремний негизиндеги оптоэлектрондук түзүлүштөрдү иштеп чыгууга практикалык мамилени гана камсыз кылбастан, ошондой эле алардын өз алдынча иштеген кыска толкундуу инфракызыл фотодетекторлор катары эң сонун иштешин көрсөтөт.
Посттун убактысы: 28-апрель-2025