Yeniyüksek hassasiyetli fotodedektör
Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi'ndeki (CAS) bir araştırma ekibi, polikristalin galyum açısından zengin Galyum oksit Malzemeleri (PGR-GaOX) temelinde, yüksek hassasiyet ve yüksek tepki hızı için ilk kez yeni bir tasarım stratejisi önerdi.fotodedektöreşleştirilmiş arayüz piroelektrik ve fotoiletkenlik etkileri aracılığıyla ve ilgili araştırma Advanced Materials'da yayınlandı. Yüksek enerjilifotoelektrik dedektörler(derin ultraviyole (DUV) ile X-ışını bantları için) ulusal güvenlik, tıp ve endüstriyel bilimler de dahil olmak üzere çeşitli alanlarda kritik öneme sahiptir.
Ancak, Si ve α-Se gibi mevcut yarı iletken malzemeler, yüksek performanslı algılama ihtiyaçlarını karşılamayı zorlaştıran büyük sızıntı akımı ve düşük X-ışını emilim katsayısı sorunlarına sahiptir. Buna karşılık, geniş bant aralıklı (WBG) yarı iletken galyum oksit malzemeleri, yüksek enerjili fotoelektrik algılama için büyük potansiyel göstermektedir. Ancak, malzeme tarafında kaçınılmaz derin seviye tuzağı ve cihaz yapısında etkili bir tasarımın olmaması nedeniyle, geniş bant aralıklı yarı iletkenlere dayalı yüksek hassasiyetli ve yüksek tepki hızlı yüksek enerjili foton dedektörlerini gerçekleştirmek zordur. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, Çin'deki bir araştırma ekibi ilk kez PGR-GaOX bazlı bir piroelektrik fotoiletken diyot (PPD) tasarladı. Arayüz piroelektrik etkisinin fotoiletkenlik etkisiyle birleştirilmesiyle, algılama performansı önemli ölçüde iyileştirildi. PPD, hem DUV hem de X ışınlarına karşı yüksek hassasiyet gösterdi ve sırasıyla 104A/W ve 105μC×Gyair-1/cm2'ye varan tepki hızlarıyla benzer malzemelerden yapılmış önceki dedektörlerden 100 kat daha yüksekti. Ayrıca, PGR-GaOX tükenme bölgesinin kutup simetrisinden kaynaklanan arayüz piroelektrik etkisi, dedektörün tepki hızını 105 kat artırarak 0,1 ms'ye kadar yükseltebilir. Geleneksel fotodiyotlarla karşılaştırıldığında, kendi kendine güç sağlayan PPDS modlu dedektörler, ışık geçişi sırasında oluşan piroelektrik alanlar nedeniyle daha yüksek kazançlar sağlar.
Ayrıca, PPD, kazancın önyargı voltajına büyük ölçüde bağlı olduğu önyargı modunda çalışabilir ve önyargı voltajını artırarak ultra yüksek kazanç elde edilebilir. PPD, düşük enerji tüketimi ve yüksek hassasiyetli görüntüleme iyileştirme sistemlerinde büyük uygulama potansiyeline sahiptir. Bu çalışma, GaOX'un umut verici bir teknoloji olduğunu kanıtlamakla kalmaz, aynı zamandayüksek enerjili fotodetektörmalzemeyi geliştirmekle kalmıyor, aynı zamanda yüksek performanslı yüksek enerjili fotodedektörlerin gerçekleştirilmesi için yeni bir strateji de sunuyor.
Gönderim zamanı: 10-Eyl-2024