ახალი მაღალი მგრძნობელობის ფოტოდეტექტორი

ახალიმაღალი მგრძნობელობის ფოტოდეტექტორი

ახლახან, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის (CAS) მკვლევარმა ჯგუფმა, რომელიც დაფუძნებულია პოლიკრისტალური გალიუმით მდიდარ გალიუმის ოქსიდის მასალებზე (PGR-GaOX) პირველად შემოგვთავაზა დიზაინის ახალი სტრატეგია მაღალი მგრძნობელობისა და მაღალი რეაგირების სიჩქარისთვის.ფოტოდეტექტორიდაწყვილებული ინტერფეისის პიროელექტრული და ფოტოგამტარობის ეფექტების მეშვეობით და შესაბამისი კვლევა გამოქვეყნდა Advanced Materials-ში. მაღალი ენერგიითფოტოელექტრული დეტექტორები(ღრმა ულტრაიისფერი (DUV) რენტგენის ზოლებისთვის) კრიტიკულია სხვადასხვა სფეროში, მათ შორის ეროვნული უსაფრთხოების, მედიცინისა და სამრეწველო მეცნიერების ჩათვლით.

თუმცა, მიმდინარე ნახევარგამტარ მასალებს, როგორიცაა Si და α-Se, აქვთ დიდი გაჟონვის დენის და დაბალი რენტგენის შთანთქმის კოეფიციენტის პრობლემები, რაც ძნელია დააკმაყოფილოს მაღალი ხარისხის გამოვლენის საჭიროებები. ამის საპირისპიროდ, ფართოზოლოვანი უფსკრული (WBG) ნახევარგამტარული გალიუმის ოქსიდის მასალები აჩვენებს დიდ პოტენციალს მაღალი ენერგიის ფოტოელექტრული გამოვლენისთვის. თუმცა, მატერიალურ მხარეს გარდაუვალი ღრმა დონის ხაფანგისა და მოწყობილობის სტრუქტურაზე ეფექტური დიზაინის არარსებობის გამო, რთულია გააცნობიეროს მაღალი მგრძნობელობა და მაღალი რეაგირების სიჩქარე მაღალი ენერგიის ფოტონების დეტექტორები, რომლებიც დაფუძნებულია ფართო ზოლის უფსკრული ნახევარგამტარებზე. ამ გამოწვევების გადასაჭრელად, ჩინეთში მკვლევარმა ჯგუფმა პირველად შეიმუშავა პიროელექტრული ფოტოგამტარი დიოდი (PPD), რომელიც დაფუძნებულია PGR-GaOX-ზე. ინტერფეისის პიროელექტრული ეფექტის ფოტოგამტარობის ეფექტთან შეერთებით, აღმოჩენის მოქმედება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია. PPD აჩვენა მაღალი მგრძნობელობა როგორც DUV, ასევე რენტგენის მიმართ, რეაგირების სიხშირე 104A/W და 105μC×Gyair-1/cm2, შესაბამისად, 100-ჯერ მეტი ვიდრე წინა დეტექტორები მსგავსი მასალებისგან. გარდა ამისა, ინტერფეისის პიროელექტრონულ ეფექტს, რომელიც გამოწვეულია PGR-GaOX-ის ამოწურვის რეგიონის პოლარული სიმეტრიით, შეუძლია გაზარდოს დეტექტორის რეაგირების სიჩქარე 105-ჯერ 0.1ms-მდე. ჩვეულებრივ ფოტოდიოდებთან შედარებით, თვითმმართველობითი კვების რეჟიმი PPDS უფრო მეტ მიღწევებს იძლევა პიროელექტრული ველების გამო სინათლის გადართვის დროს.

გარდა ამისა, PPD-ს შეუძლია იმუშაოს მიკერძოებულ რეჟიმში, სადაც მომატება დიდად არის დამოკიდებული მიკერძოებულ ძაბვაზე და ულტრა მაღალი მომატება შეიძლება მიღწეული იყოს მიკერძოებული ძაბვის გაზრდით. PPD-ს აქვს გამოყენების დიდი პოტენციალი დაბალი ენერგიის მოხმარებისა და მაღალი მგრძნობელობის გამოსახულების გაუმჯობესების სისტემებში. ეს ნამუშევარი არა მხოლოდ ადასტურებს, რომ GaOX არის პერსპექტიულიმაღალი ენერგიის ფოტოდეტექტორიმასალა, მაგრამ ასევე უზრუნველყოფს ახალ სტრატეგიას მაღალი ხარისხის მაღალი ენერგიის ფოტოდეტექტორების რეალიზაციისთვის.