Төмөнкү босоголук инфракызылкөчкү фотодетектору
Инфракызыл көчкү фотодетектору (APD фотодетектору) бир класс болуп саналатжарым өткөргүчтүү фотоэлектрдик түзүлүштөркагылышуу иондоштуруу эффектиси аркылуу жогорку күч берүүчү эффекттерди жаратат, ошентип бир нече фотондордун же ал тургай бир фотондордун аныктоо жөндөмүнө жетишүүгө болот. Бирок, кадимки APD фотодетектордук структураларында тең салмактуу эмес алып жүрүүчүлөрдүн чачырашы процесси энергиянын жоголушуна алып келет, ошондуктан көчкү босогосундагы чыңалуу адатта 50-200 Вга жетиши керек. Бул түзмөктүн жетектөөчү чыңалуусуна жана окуу схемасынын дизайнына жогорку талаптарды коёт, чыгымдарды көбөйтөт жана кеңири колдонмолорду чектейт.
Жакында эле кытайлык изилдөөлөр көчкүнүн босого чыңалуусунун төмөндүгү жана жогорку сезгичтиги менен көчкүнүн жанындагы инфракызыл детектордун жаңы түзүлүшүн сунуштады. Атомдук катмардын өзүн-өзү легирлөөчү гоможункциясына негизделген көчкү фотодетектору гетерожункцияда сөзсүз боло турган интерфейс кемчилиги абалынан келип чыккан зыяндуу чачыроону чечет. Ошол эле учурда, трансляция симметриясынын бузулушунан келип чыккан күчтүү жергиликтүү "чоку" электр талаасы ташуучулардын ортосундагы кулондук өз ара аракеттенүүнү күчөтүү, тегиздиктен тышкаркы фонондук режимде басымдуулук кылган чачыроону басуу жана тең салмаксыз ташуучулардын жогорку эки эселенген эффективдүүлүгүнө жетүү үчүн колдонулат. Бөлмө температурасында босого энергиясы теориялык чегине жакын (Eg - жарым өткөргүчтүн тилке аралыгы) жана инфракызыл көчкү детекторунун аныктоо сезгичтиги 10000 фотон деңгээлине чейин жетет.
Бул изилдөө заряд ташуучулардын кар көчкүлөрү үчүн күчөтүүчү чөйрө катары атом катмарынын өзүн-өзү легирлеген вольфрам диселенидин (WSe₂) гоможункциясына (эки өлчөмдүү өткөөл металл халькогениди, TMD) негизделген. Мейкиндик трансляциялык симметриянын бузулушу мутант гоможункция интерфейсинде күчтүү жергиликтүү "шик" электр талаасын пайда кылуу үчүн топографиялык баскыч мутациясын иштеп чыгуу аркылуу ишке ашырылат.
Мындан тышкары, атомдук калыңдык фонондук режимде басымдуулук кылган чачыратуу механизмин басаңдатып, өтө аз жоготуу менен тең салмактуу эмес алып жүрүүчүнүн ылдамдануусу жана көбөйүү процессин ишке ашыра алат. Бул бөлмө температурасында көчкүнүн босого энергиясын теориялык чегине, башкача айтканда, жарым өткөргүч материалдын тилке аралыгына, жакындатат. Көчкүнүн босого чыңалуусу 50 Вдан 1,6 Вга чейин төмөндөтүлдү, бул изилдөөчүлөргө көчкүнү башкаруу үчүн жетилген төмөнкү чыңалуудагы санариптик схемаларды колдонууга мүмкүндүк берди.фотодетекторошондой эле жетектөөчү диоддор жана транзисторлор. Бул изилдөө төмөнкү босогодогу көчкүнүн көбөйүү эффектин иштеп чыгуу аркылуу тең салмаксыз ташуучу энергияны натыйжалуу конвертациялоону жана пайдаланууну ишке ашырат, бул кийинки муундагы жогорку сезгич, төмөнкү босогодогу жана жогорку кирешелүү инфракызыл көчкүнү аныктоо технологиясын иштеп чыгуу үчүн жаңы көз карашты камсыз кылат.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 16-апрели