Նոր բարձր զգայունության լուսադետեկտոր

Նորբարձր զգայունության լուսադետեկտոր

Վերջերս Չինաստանի գիտությունների ակադեմիայի (CAS) մի հետազոտական ​​խումբ, որը հիմնված էր պոլիկրիստալ գալիումով հարուստ գալիումի օքսիդային նյութերի (PGR-GaOX) վրա, առաջին անգամ առաջարկեց բարձր զգայունության և բարձր արձագանքման արագության նոր նախագծային ռազմավարություն։լուսադետեկտորմիջերեսային պիրոէլեկտրական և լուսահաղորդականության էֆեկտների միջոցով, և համապատասխան հետազոտությունը հրապարակվել է Advanced Materials ամսագրում։ Բարձր էներգիայիֆոտոէլեկտրական դետեկտորներ(խորը ուլտրամանուշակագույն (DUV)-ից մինչև ռենտգենյան տիրույթների համար) կարևոր են տարբեր ոլորտներում, այդ թվում՝ ազգային անվտանգության, բժշկության և արդյունաբերական գիտության մեջ։

Սակայն, ներկայիս կիսահաղորդչային նյութերը, ինչպիսիք են Si-ը և α-Se-ը, ունեն մեծ արտահոսքի հոսանքի և ցածր ռենտգենյան կլանման գործակցի խնդիրներ, որոնք դժվար է բավարարել բարձր արդյունավետության հայտնաբերման կարիքները: Ի տարբերություն դրա, լայնաշերտ բացվածքով (WBG) կիսահաղորդչային գալիումի օքսիդային նյութերը մեծ ներուժ ունեն բարձր էներգիայի ֆոտոէլեկտրական հայտնաբերման համար: Սակայն, նյութական կողմից անխուսափելի խորը մակարդակի թակարդի և սարքի կառուցվածքի արդյունավետ նախագծման բացակայության պատճառով, մարտահրավեր է ստեղծել բարձր զգայունության և բարձր արձագանքման արագությամբ բարձր էներգիայի ֆոտոնային դետեկտորներ՝ հիմնված լայնաշերտ բացվածքով կիսահաղորդիչների վրա: Այս մարտահրավերները լուծելու համար Չինաստանում հետազոտական ​​​​խումբը առաջին անգամ նախագծել է PGR-GaOX-ի վրա հիմնված պիրոֆոլտրոնային ֆոտոհաղորդիչ դիոդ (PPD): Միջերեսային պիրոֆոլտրոնային էֆեկտը ֆոտոհաղորդականության էֆեկտի հետ զուգակցելով՝ հայտնաբերման արդյունավետությունը զգալիորեն բարելավվել է: PPD-ն բարձր զգայունություն է ցուցաբերել ինչպես DUV, այնպես էլ ռենտգենյան ճառագայթների նկատմամբ՝ համապատասխանաբար մինչև 104A/W և 105μC×Gyair-1/cm2 արձագանքման արագություններով, ինչը ավելի քան 100 անգամ ավելի բարձր է, քան նմանատիպ նյութերից պատրաստված նախորդ դետեկտորները: Բացի այդ, PGR-GaOX սպառման շրջանի բևեռային համաչափությամբ առաջացած միջերեսային պիրոէլեկտրական էֆեկտը կարող է մեծացնել դետեկտորի արձագանքման արագությունը 105 անգամ՝ մինչև 0.1 մվրկ: Համեմատած ավանդական ֆոտոդիոդների հետ, ինքնաշխատ ռեժիմով PPDS-ը լույսի անջատման ժամանակ պիրոէլեկտրական դաշտերի շնորհիվ ավելի մեծ շահույթ է ստանում:

Բացի այդ, PPD-ն կարող է աշխատել շեղման ռեժիմով, որտեղ ուժեղացումը մեծապես կախված է շեղման լարումից, և գերբարձր ուժեղացման կարելի է հասնել շեղման լարումը մեծացնելով: PPD-ն մեծ կիրառման ներուժ ունի ցածր էներգիայի սպառման և բարձր զգայունության պատկերման բարելավման համակարգերում: Այս աշխատանքը ոչ միայն ապացուցում է, որ GaOX-ը խոստումնալից էբարձր էներգիայի լուսադետեկտորնյութ, այլև ապահովում է բարձր արդյունավետությամբ բարձր էներգիայի լուսադետեկտորներ իրականացնելու նոր ռազմավարություն։