Yeniyüksək həssaslıqlı fotodetektor
Bu yaxınlarda Çin Elmlər Akademiyasında (CAS) polikristal qalliumla zəngin qallium oksidi materiallarına (PGR-GaOX) əsaslanan bir tədqiqat qrupu ilk dəfə olaraq yüksək həssaslıq və yüksək cavab sürəti üçün yeni bir dizayn strategiyası təklif etdi.fotodetektorbirləşdirilmiş interfeys piroelektrik və fotokeçiricilik effektləri vasitəsilə əldə edilmiş və müvafiq tədqiqat Advanced Materials jurnalında dərc edilmişdir. Yüksək enerjilifotoelektrik detektorlar(dərin ultrabənövşəyi (DUV)-dan rentgen şüalarına qədər) milli təhlükəsizlik, tibb və sənaye elmi də daxil olmaqla müxtəlif sahələrdə vacibdir.
Lakin, Si və α-Se kimi mövcud yarımkeçirici materiallarda yüksək sızma cərəyanı və aşağı rentgen udma əmsalı problemləri mövcuddur ki, bu da yüksək performanslı aşkarlama ehtiyaclarını ödəməkdə çətinlik çəkir. Bunun əksinə olaraq, genişzolaqlı boşluqlu (WBG) yarımkeçirici qallium oksid materialları yüksək enerjili fotoelektrik aşkarlama üçün böyük potensiala malikdir. Lakin, material tərəfində qaçılmaz dərin səviyyəli tələ və cihaz strukturunda effektiv dizaynın olmaması səbəbindən genişzolaqlı boşluqlu yarımkeçiricilərə əsaslanan yüksək həssaslıq və yüksək cavab sürəti yüksək enerjili foton detektorlarını həyata keçirmək çətindir. Bu problemləri həll etmək üçün Çində bir tədqiqat qrupu ilk dəfə PGR-GaOX əsasında piroelektrik fotokeçirici diod (PPD) hazırlamışdır. İnterfeys piroelektrik effektini fotokeçiricilik effekti ilə birləşdirməklə aşkarlama performansı əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır. PPD həm DUV, həm də rentgen şüalarına yüksək həssaslıq göstərdi, cavab dərəcələri müvafiq olaraq 104A/W və 105μC×Gyair-1/sm2-yə qədər, oxşar materiallardan hazırlanmış əvvəlki detektorlardan 100 dəfədən çox yüksəkdir. Bundan əlavə, PGR-GaOX tükənmə bölgəsinin qütb simmetriyasının yaratdığı interfeys piroelektrik effekti detektorun cavab sürətini 105 dəfə artıraraq 0,1 ms-ə çatdıra bilər. Ənənəvi fotodiodlarla müqayisədə, öz-özünə işləyən PPDS rejimində işığın dəyişdirilməsi zamanı piroelektrik sahələr səbəbindən daha yüksək qazanc əldə edilir.
Bundan əlavə, PPD qazancın qərəz gərginliyindən çox asılı olduğu qərəz rejimində işləyə bilər və qərəz gərginliyini artırmaqla ultra yüksək qazanc əldə edilə bilər. PPD aşağı enerji istehlakı və yüksək həssaslıqlı görüntüləmə gücləndirmə sistemlərində böyük tətbiq potensialına malikdir. Bu iş təkcə GaOX-un perspektivli olduğunu sübut etmir.yüksək enerjili fotodetektormaterial olmaqla yanaşı, həm də yüksək performanslı yüksək enerjili fotodetektorların reallaşdırılması üçün yeni bir strategiya təqdim edir.
Yazı vaxtı: 10 sentyabr 2024