Aşağı eşikli infraqırmızıuçqun fotodetektoru
İnfraqırmızı uçqun fotodetektoru (APD fotodetektoru) bir sinifdiryarımkeçirici fotoelektrik cihazlartoqquşma ionlaşma effekti vasitəsilə yüksək qazanc yaradır ki, bir neçə fotonun və ya hətta tək fotonun aşkarlama qabiliyyətinə nail olsun. Lakin, ənənəvi APD fotodetektor strukturlarında tarazlıqsız daşıyıcı səpələnmə prosesi enerji itkisinə səbəb olur ki, uçqun həddi gərginliyi adətən 50-200 V-a çatmalıdır. Bu, cihazın sürücü gərginliyinə və oxuma dövrəsinin dizaynına daha yüksək tələblər qoyur, xərcləri artırır və daha geniş tətbiqləri məhdudlaşdırır.
Bu yaxınlarda Çin tədqiqatları aşağı uçqun eşik gərginliyi və yüksək həssaslığa malik infraqırmızı uçqun detektorunun yeni bir quruluşunu təklif etmişdir. Atom təbəqəsinin öz-özünə dopinq homokompleksinə əsaslanaraq, uçqun fotodetektoru heterokompleksdə qaçılmaz olan interfeys qüsuru vəziyyətinin yaratdığı zərərli səpələnməni həll edir. Bu arada, tərcümə simmetriyasının pozulması ilə yaranan güclü yerli "pik" elektrik sahəsi daşıyıcılar arasında kulon qarşılıqlı təsirini artırmaq, müstəvidən kənar fonon rejimində dominant səpələnməni yatırmaq və qeyri-tarazlıq daşıyıcılarının yüksək ikiqat səmərəliliyinə nail olmaq üçün istifadə olunur. Otaq temperaturunda eşik enerjisi nəzəri həddinə yaxındır (Eg yarımkeçirici zolaq boşluğudur) və infraqırmızı uçqun detektorunun aşkarlama həssaslığı 10000 foton səviyyəsinə qədərdir.
Bu tədqiqat, yük daşıyıcısı uçqunları üçün gücləndirici mühit kimi atom təbəqəsi ilə öz-özünə aşqarlanmış volfram diselenidi (WSe₂) homokeçidinə (ikiölçülü keçid metal xalkogenidi, TMD) əsaslanır. Məkan translyasiya simmetriyasının pozulması, mutant homokeçid sərhədində güclü lokal "tükənmə" elektrik sahəsini yaratmaq üçün topoqrafiya mərhələli mutasiya dizayn etməklə əldə edilir.
Bundan əlavə, atom qalınlığı fonon rejiminin üstünlük təşkil etdiyi səpələnmə mexanizmini boğa bilər və çox aşağı itki ilə qeyri-tarazlıq daşıyıcısının sürətlənməsi və vurulması prosesini həyata keçirə bilər. Bu, otaq temperaturunda uçqun həddi enerjisini nəzəri limitə, yəni yarımkeçirici materialın zolaq boşluğuna yaxınlaşdırır. Məsələn, uçqun həddi gərginliyi 50 V-dan 1,6 V-a endirildi və bu da tədqiqatçılara uçqunu idarə etmək üçün yetkin aşağı gərginlikli rəqəmsal dövrələrdən istifadə etməyə imkan verdi.fotodetektoreləcə də sürücü diodları və tranzistorları. Bu tədqiqat, yüksək həssaslıqlı, aşağı eşikli və yüksək qazanclı uçqun infraqırmızı aşkarlama texnologiyasının növbəti nəslinin inkişafı üçün yeni bir perspektiv təmin edən aşağı eşikli uçqun vurma effektinin dizaynı vasitəsilə qeyri-tarazlıq daşıyıcı enerjisinin səmərəli çevrilməsini və istifadəsini həyata keçirir.
Yazı vaxtı: 16 aprel 2025