Худидоракунии баландсифатфотодетектори инфрасурх
инфрасурхфотодетектордорои хусусиятҳои қобилияти қавии зидди дахолат, қобилияти қавии шинохти ҳадаф, амалиёт дар ҳама гуна обу ҳаво ва пинҳонкунии хуб мебошад. Он дар соҳаҳо ба монанди тиб, низомӣ, технологияи кайҳонӣ ва муҳандисии экологӣ нақши рӯзафзун мебозад. Дар байни онҳо, худидоракунӣошкоркунии фотоэлектрикӣЧип, ки метавонад мустақилона бидуни манбаи иловагии нерӯи барқи беруна кор кунад, бинобар кори беназири худ (ба монанди истиқлолияти энергетикӣ, ҳассосият ва устувории баланд ва ғайра) дар соҳаи ошкоркунии инфрасурх таваҷҷуҳи зиёдро ба худ ҷалб кардааст. Баръакс, чипҳои анъанавии ошкоркунии фотоэлектрикӣ, ба монанди чипҳои инфрасурхи нимноқил дар асоси кремний ё бо фосилаи танг, на танҳо барои ҷудо кардани интиқолдиҳандагони фотогенератсияшуда барои истеҳсоли ҷараёнҳои фото ба шиддатҳои иловагии ғаразнок ниёз доранд, балки инчунин барои кам кардани садои гармӣ ва беҳтар кардани вокуниш ба системаҳои иловагии хунуккунӣ ниёз доранд. Аз ин рӯ, қонеъ кардани консепсияҳо ва талаботи нави чипҳои ошкоркунии инфрасурхи насли оянда дар оянда, ба монанди истеъмоли ками нерӯи барқ, андозаи хурд, арзиши паст ва иҷрои баланд, душвор шудааст.
Ба наздикӣ, гурӯҳҳои тадқиқотӣ аз Чин ва Шветсия як чипи нави ошкоркунии фотоэлектрикии худгардиши инфрасурхи кӯтоҳмавҷи гетероҷунксияи (SWIR)-ро, ки ба плёнкаҳои нанорибон (GNR)-и графен/оксиди алюминиум/силикони яккристаллӣ асос ёфтааст, пешниҳод карданд. Дар зери таъсири якҷояи таъсири дарвозаи оптикӣ, ки аз ҷониби интерфейси гетерогенӣ ва майдони электрикии дарунсохт ба вуҷуд омадааст, чип самаранокии вокуниш ва ошкоркуниро дар шиддати сифрии ғаразнок нишон дод. Чипи ошкоркунии фотоэлектрикӣ дорои суръати вокуниши А дар ҳолати худгард то 75,3 А/Вт, суръати ошкоркунӣ 7,5 × 10¹⁴ Ҷонс ва самаранокии квантии беруна ба 104% наздик аст, ки самаранокии ошкоркунии ҳамон намуди чипҳои дар асоси силикон асосёфтаро ба андозаи рекордӣ 7 фармоиши бузургӣ беҳтар мекунад. Илова бар ин, дар ҳолати ронандагии анъанавӣ, суръати вокуниш, суръати ошкоркунӣ ва самаранокии квантии беруна мутаносибан то 843 А/Вт, 10¹⁵ Ҷонс ва 105% мебошанд, ки ҳамаи онҳо баландтарин арзишҳое мебошанд, ки дар таҳқиқоти ҷорӣ гузориш шудаанд. Дар айни замон, ин таҳқиқот инчунин татбиқи воқеии чипи ошкоркунии фотоэлектрикиро дар соҳаҳои алоқаи оптикӣ ва аксбардории инфрасурх нишон дод ва потенсиали бузурги татбиқи онро таъкид кард.
Барои омӯзиши систематикии кори фотоэлектрикии фотодетектор, ки дар асоси наноровентҳои графенӣ /Al₂O₃/ кремнийи яккристаллӣ сохта шудааст, муҳаққиқон вокунишҳои статикӣ (хати ҷараён-шиддат) ва динамикии хоси онро (хати ҷараён-вақт) санҷиданд. Барои баҳодиҳии систематикии хусусиятҳои вокуниши оптикии фотодетектори гетеросохтории силиконии монокристаллӣ /Al₂O₃/ графенӣ дар зери шиддатҳои гуногуни тағйирёбанда, муҳаққиқон вокуниши динамикии ҷараёни дастгоҳро дар шиддатҳои 0 В, -1 В, -3 В ва -5 В бо зичии қувваи оптикии 8,15 мкВт/см² чен карданд. Ҷараёни фото бо тағйирёбии баръакс меафзояд ва дар ҳама шиддатҳои тағйирёбанда суръати вокуниши зудро нишон медиҳад.
Ниҳоят, муҳаққиқон як системаи тасвирсозиро сохтанд ва бомуваффақият тасвири худкори инфрасурхи кӯтоҳмавҷро ба даст оварданд. Система таҳти таъсири сифр кор мекунад ва умуман истеъмоли энергия надорад. Қобилияти тасвиргирии фотодетектор бо истифода аз ниқоби сиёҳ бо нақшаи ҳарфи "Т" (чунон ки дар расми 1 нишон дода шудааст) арзёбӣ карда шуд.
Хулоса, ин таҳқиқот бомуваффақият фотодетекторҳои худкорро дар асоси нанолентаҳои графенӣ сохта, ба сатҳи баланди посух ноил гардид. Дар айни замон, муҳаққиқон бомуваффақият имконоти муоширати оптикӣ ва тасвирии онро нишон доданд.фотодетектори хеле ҷавобгӯИн дастоварди тадқиқотӣ на танҳо равиши амалиро барои таҳияи наноринҳои графен ва дастгоҳҳои оптоэлектронии дар асоси кремний асосёфта фароҳам меорад, балки инчунин самаранокии аълои онҳоро ҳамчун фотодетекторҳои инфрасурхи кӯтоҳмавҷи худкор нишон медиҳад.
Вақти нашр: 28 апрели соли 2025