Жаңы жогорку сезгичтүү фотодетектор

Жаңы жогорку сезгичтүү фотодетектор

Жакында Кытай Илимдер Академиясынын (CAS) изилдөө тобу галлийге бай галий оксидинин поликристаллдык материалдарына (PGR-GaOX) негизделген пироэлектрдик интерфейс аркылуу жогорку сезгичтик жана жогорку жооп ылдамдыгы үчүн жогорку фотодетектор үчүн жаңы дизайн стратегиясын биринчи жолу сунуштады. жана фотоөткөргүчтүк эффекттер жана тиешелүү изилдөөлөр Advanced Materials журналында жарыяланган. Жогорку энергиялуу фотоэлектрдик детекторлор (терең ультрафиолет (DUV) жана рентген диапазондору үчүн) ар кандай тармактарда, анын ичинде улуттук коопсуздук, медицина жана өнөр жай илиминде маанилүү.

Бирок, Si жана α-Se сыяктуу азыркы жарым өткөргүч материалдарда чоң агып кетүү агымы жана төмөнкү рентгендик жутуу коэффициенти көйгөйлөрү бар, бул жогорку натыйжалуу аныктоо муктаждыктарын канааттандыруу кыйын. Ал эми, кең тилкелүү боштук (WBG) жарым өткөргүч галий оксид материалдары жогорку энергиялуу фотоэлектрдик аныктоо үчүн зор мүмкүнчүлүктөрдү көрсөтүп турат. Бирок, материалдык тараптагы сөзсүз терең деңгээлдеги капкандан жана аппараттын түзүмүндө эффективдүү дизайндын жоктугунан улам, кең тилкелүү жарым өткөргүчтөрдүн негизинде жогорку сезгичтик жана жогорку жооп ылдамдыгы жогорку энергиялуу фотон детекторлорун ишке ашыруу кыйынга турат. Бул көйгөйлөрдү чечүү үчүн Кытайдагы изилдөө тобу биринчи жолу PGR-GaOX негизинде пироэлектрдик фото өткөргүч диодду (PPD) иштеп чыкты. Интерфейстеги пироэлектрдик эффектти фото өткөргүчтүк эффект менен айкалыштыруу аркылуу аныктоо көрсөткүчтөрү кыйла жакшырды. PPD DUV жана рентген нурларына да жогорку сезгичтигин көрсөттү, жооп ылдамдыгы 104A/W жана 105μC×Gyair-1/cm2, тиешелүүлүгүнө жараша, окшош материалдардан жасалган мурунку детекторлордон 100 эсе жогору. Мындан тышкары, PGR-GaOX түгөнүү аймагынын полярдык симметриясынан улам пайда болгон интерфейстин пироэлектрдик эффектиси детектордун жооп берүү ылдамдыгын 105 эсеге 0,1 мс чейин жогорулата алат. Кадимки фотодиоддорго салыштырмалуу, өзүн-өзү иштеткен PPDS режими жарыкты которуу учурунда пироэлектрдик талаалардын эсебинен көбүрөөк пайда алып келет.

Кошумчалай кетсек, PPD тенденциялуу режимде иштей алат, мында пайда тенденциянын чыңалуусунан көз каранды, ал эми ультра жогорку пайдага чыңалууну жогорулатуу аркылуу жетишүүгө болот. PPD аз энергия керектөөдө жана жогорку сезгичтүү сүрөттү өркүндөтүү системаларында чоң колдонуу потенциалына ээ. Бул иш GaOX келечектүү жогорку энергиялуу фотодетектор материал экенин гана далилдебестен, ошондой эле жогорку эффективдүү жогорку энергиялуу фотодетекторлорду ишке ашыруунун жаңы стратегиясын берет.