Aşağı eşik infraqırmızıuçqun fotodetektoru
İnfraqırmızı uçqun fotodetektoru (APD fotodetektoru) sinfidiryarımkeçirici fotoelektrik cihazlarbir neçə fotonun və ya hətta tək fotonun aşkarlanması qabiliyyətinə nail olmaq üçün toqquşma ionlaşma effekti ilə yüksək qazanc əldə edən. Bununla belə, adi APD fotodetektor strukturlarında qeyri-tarazlıq daşıyıcısının səpilmə prosesi enerji itkisinə gətirib çıxarır, belə ki, uçqun ərəfəsində gərginlik adətən 50-200 V-ə çatmalıdır. Bu, cihazın sürücülük gərginliyinə və oxunma sxeminin dizaynına daha yüksək tələblər qoyur, xərcləri artırır və daha geniş tətbiqləri məhdudlaşdırır.
Bu yaxınlarda Çin tədqiqatları aşağı uçqun həddi gərginliyi və yüksək həssaslığı olan infraqırmızı detektorun yaxınlığında uçqunun yeni strukturunu təklif etmişdir. Atom təbəqəsinin öz-özünə qatqılı homo-qovşağına əsaslanaraq, uçqun fotodetektoru heteroqovşaqda qaçılmaz olan interfeys qüsuru vəziyyətinin yaratdığı zərərli səpilməni həll edir. Eyni zamanda, tərcümə simmetriyasının pozulması nəticəsində yaranan güclü yerli “pik” elektrik sahəsi, daşıyıcılar arasında kulon qarşılıqlı təsirini artırmaq, təyyarədən kənar fonon rejiminin üstünlük təşkil etdiyi səpilməni boğmaq və qeyri-tarazlıq daşıyıcılarının yüksək ikiqat səmərəliliyinə nail olmaq üçün istifadə olunur. Otaq temperaturunda eşik enerjisi nəzəri həddə yaxındır, məsələn (məsələn, yarımkeçiricinin zolaq boşluğudur) və infraqırmızı uçqun detektorunun aşkarlama həssaslığı 10000 foton səviyyəsinə qədərdir.
Bu tədqiqat yükdaşıyıcı uçqunlar üçün qazanc mühiti kimi atom qatlı öz-özünə qatqılı volfram diselenidin (WSe₂) homoqovuşmasına (iki ölçülü keçid metalı xalkogenid, TMD) əsaslanır. Məkan tərcümə simmetriyasının pozulması, mutant homo-qovşaq interfeysində güclü yerli “sünbül” elektrik sahəsini induksiya etmək üçün topoqrafiya pilləsi mutasiyasının layihələndirilməsi ilə əldə edilir.
Bundan əlavə, atom qalınlığı fonon rejiminin üstünlük təşkil etdiyi səpilmə mexanizmini yatıra bilər və qeyri-tarazlıq daşıyıcısının sürətlənmə və çoxalma prosesini çox az itki ilə həyata keçirə bilər. Bu, otaq temperaturunda uçqun ərəfəsində enerjini nəzəri həddə, yəni yarımkeçirici materialın diapazonuna, məsələn, yaxınlaşdırır. Uçqun həddi gərginliyi 50 V-dan 1,6 V-a endirildi, bu da tədqiqatçılara uçqunu idarə etmək üçün yetkin aşağı gərginlikli rəqəmsal sxemlərdən istifadə etməyə imkan verdi.fotodetektorhəmçinin sürücülük diodları və tranzistorlar. Bu tədqiqat yüksək həssas, aşağı eşik və yüksək qazanclı uçqun infraqırmızı aşkarlama texnologiyasının gələcək nəslinin inkişafı üçün yeni perspektiv təmin edən aşağı həddə uçqun vurma effektinin dizaynı vasitəsilə qeyri-tarazlıq daşıyıcı enerjinin səmərəli çevrilməsini və istifadəsini həyata keçirir.
Göndərmə vaxtı: 16 aprel 2025-ci il