Նոր հետազոտություն ցածր չափի ձնահոսքի ֆոտոդետեկտորի վերաբերյալ

Նոր հետազոտություն ցածր չափի ձնահոսքի ֆոտոդետեկտորի վերաբերյալ

Քիչ կամ նույնիսկ մեկ ֆոտոնով տեխնոլոգիաների բարձր զգայունության հայտնաբերումը զգալի կիրառման հեռանկարներ ունի այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են թույլ լուսավորության պատկերումը, հեռազգացումը և հեռաչափությունը, ինչպես նաև քվանտային կապը: Դրանց թվում են ձնահոսքի լուսադետեկտորները (APD)՝ օպտոէլեկտրոնային սարքերի հետազոտության ոլորտում կարևոր ուղղություն՝ իրենց փոքր չափերի, բարձր արդյունավետության և հեշտ ինտեգրման շնորհիվ: Ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցությունը (SNR) APD լուսադետեկտորի կարևոր ցուցանիշ է, որը պահանջում է բարձր ուժեղացում և ցածր մութ հոսանք: Երկչափ (2D) նյութի վան դեր Վաալսի հետերոհանգույցների վերաբերյալ հետազոտությունները լայն հեռանկարներ են ցույց տալիս բարձր արդյունավետությամբ APD-ների մշակման գործում: Չինաստանից հետազոտողները որպես լուսազգայուն նյութ ընտրել են երկբևեռ երկչափ կիսահաղորդչային նյութը՝ WSe₂-ը, և ուշադիր պատրաստել են Pt/WSe₂/Ni կառուցվածքը:APD լուսադետեկտորլավագույն համապատասխանության աշխատանքային ֆունկցիայով՝ ավանդական APD-ին բնորոշ ուժեղացման աղմուկի խնդիրը լուծելու համար։

Հետազոտողները առաջարկել ենձնահոսքի լուսադետեկտորհիմնված Pt/WSe₂/Ni կառուցվածքի վրա՝ հասնելով չափազանց թույլ լույսի ազդանշանների բարձր զգայունության հայտնաբերման fW մակարդակում՝ սենյակային ջերմաստիճանում: Նրանք ընտրեցին երկչափ կիսահաղորդչային նյութը՝ WSe₂-ը, որն ունի գերազանց էլեկտրական հատկություններ, և համատեղեցին այն Pt և Ni էլեկտրոդային նյութերի հետ՝ հաջողությամբ մշակելու համար ձնահոսքի նոր տեսակի լուսադետեկտոր: Pt-ի, WSe₂-ի և Ni-ի միջև աշխատանքային ֆունկցիայի համապատասխանությունը ճշգրիտ օպտիմալացնելով՝ նախագծվեց փոխադրման մեխանիզմ, որը կարող է արդյունավետորեն արգելափակել մուգ կրիչները՝ ընտրողաբար թույլ տալով ֆոտոգեներացված կրիչներին անցնել: Այս մեխանիզմը զգալիորեն նվազեցնում է կրիչների հարվածային իոնացման հետևանքով առաջացած ավելորդ աղմուկը, թույլ տալով լուսադետեկտորին հասնել բարձր զգայունության օպտիկական ազդանշանի հայտնաբերման՝ չափազանց ցածր աղմուկի մակարդակով:

Այս ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս նյութերի ճարտարագիտության և ինտերֆեյսի օպտիմալացման կարևոր դերը…ֆոտոդետեկտորներԷլեկտրոդների և երկչափ նյութերի հնարամիտ նախագծման միջոցով ձեռք է բերվել մութ կրիչների պաշտպանիչ ազդեցություն, որը զգալիորեն նվազեցնում է աղմուկի խանգարումը և ավելի է բարելավում հայտնաբերման արդյունավետությունը: Այս դետեկտորի աշխատանքը ոչ միայն արտացոլվում է դրա ֆոտոէլեկտրական բնութագրերում, այլև ունի լայն կիրառման հեռանկարներ: Սենյակային ջերմաստիճանում մութ հոսանքի արդյունավետ արգելափակման և ֆոտոգեներացված կրիչների արդյունավետ կլանման շնորհիվ այս լուսադետեկտորը հատկապես հարմար է թույլ լույսի ազդանշանների հայտնաբերման համար այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են շրջակա միջավայրի մոնիթորինգը, աստղագիտական ​​դիտարկումները և օպտիկական հաղորդակցությունը: Այս հետազոտական ​​նվաճումը ոչ միայն նոր գաղափարներ է տալիս ցածր չափի նյութական լուսադետեկտորների մշակման համար, այլև նոր հղումներ է առաջարկում բարձր արդյունավետության և ցածր հզորության օպտոէլեկտրոնային սարքերի ապագա հետազոտությունների և մշակման համար: