ახალი მაღალი მგრძნობელობის ფოტოდეტექტორი

ახალიმაღალი მგრძნობელობის ფოტოდეტექტორი

ცოტა ხნის წინ, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის (CAS) კვლევითმა ჯგუფმა, რომელიც პოლიკრისტალურ გალიუმით მდიდარ გალიუმის ოქსიდის მასალებზე (PGR-GaOX) იყო დაფუძნებული, პირველად შემოგვთავაზა მაღალი მგრძნობელობისა და მაღალი რეაგირების სიჩქარის ახალი დიზაინის სტრატეგია.ფოტოდეტექტორიშეწყვილებული ინტერფეისის პიროელექტრული და ფოტოგამტარობის ეფექტების მეშვეობით და შესაბამისი კვლევა გამოქვეყნდა Advanced Materials-ში. მაღალი ენერგიისფოტოელექტრული დეტექტორები(ღრმა ულტრაიისფერი (DUV) და რენტგენის დიაპაზონებისთვის) კრიტიკულად მნიშვნელოვანია სხვადასხვა სფეროში, მათ შორის ეროვნული უსაფრთხოების, მედიცინისა და სამრეწველო მეცნიერებისთვის.

თუმცა, ამჟამინდელ ნახევარგამტარულ მასალებს, როგორიცაა Si და α-Se, აქვთ დიდი გაჟონვის დენის და დაბალი რენტგენის შთანთქმის კოეფიციენტის პრობლემები, რაც ართულებს მაღალი ხარისხის დეტექციის საჭიროებების დაკმაყოფილებას. ამის საპირისპიროდ, ფართოზოლოვანი უფსკრულის (WBG) ნახევარგამტარული გალიუმის ოქსიდის მასალები დიდ პოტენციალს ავლენენ მაღალი ენერგიის ფოტოელექტრული დეტექტირებისთვის. თუმცა, მასალის მხრიდან გარდაუვალი ღრმა დონის ხაფანგისა და მოწყობილობის სტრუქტურის ეფექტური დიზაინის არარსებობის გამო, რთულია ფართოზოლოვანი უფსკრულის ნახევარგამტარებზე დაფუძნებული მაღალი მგრძნობელობისა და მაღალი რეაგირების სიჩქარის მაღალი ენერგიის ფოტონის დეტექტორების რეალიზაცია. ამ გამოწვევების გადასაჭრელად, ჩინეთში კვლევითმა ჯგუფმა პირველად შექმნა პიროელექტრული ფოტოგამტარი დიოდი (PPD), რომელიც დაფუძნებულია PGR-GaOX-ზე. ინტერფეისის პიროელექტრული ეფექტის ფოტოგამტარობის ეფექტთან შერწყმით, დეტექციის შესრულება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. PPD-მ აჩვენა მაღალი მგრძნობელობა როგორც DUV, ასევე რენტგენის სხივების მიმართ, შესაბამისად, 104A/W და 105μC×Gyair-1/cm2-მდე რეაგირების სიჩქარით, რაც 100-ჯერ მეტია, ვიდრე მსგავსი მასალებისგან დამზადებული წინა დეტექტორები. გარდა ამისა, PGR-GaOX-ის გამოფიტვის რეგიონის პოლარული სიმეტრიით გამოწვეული ინტერფეისის პიროელექტრული ეფექტი დეტექტორის რეაგირების სიჩქარეს 105-ჯერ, 0.1 მილიწამამდე ზრდის. ჩვეულებრივ ფოტოდიოდებთან შედარებით, თვითმომუშავე რეჟიმის PPDS უფრო მაღალ მოგებას იძლევა სინათლის გადართვის დროს პიროელექტრული ველების გამო.

გარდა ამისა, PPD-ს შეუძლია მუშაობა გადახრის რეჟიმში, სადაც გაძლიერება მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული გადახრის ძაბვაზე და ულტრამაღალი გაძლიერება შეიძლება მიღწეული იქნას გადახრის ძაბვის გაზრდით. PPD-ს აქვს დიდი გამოყენების პოტენციალი დაბალი ენერგიის მოხმარებისა და მაღალი მგრძნობელობის გამოსახულების გაუმჯობესების სისტემებში. ეს ნაშრომი არა მხოლოდ ადასტურებს, რომ GaOX პერსპექტიულიამაღალი ენერგიის ფოტოდეტექტორიმასალა, არამედ უზრუნველყოფს ახალ სტრატეგიას მაღალი ხარისხის მაღალი ენერგიის ფოტოდეტექტორების რეალიზაციისთვის.