Фотодетектори нави ҳассосияти баланд

Фотодетектори нави ҳассосияти баланд

Ба наздикӣ, як гурӯҳи тадқиқотӣ дар Академияи илмҳои Чин (CAS) дар асоси маводи оксиди галлиуми аз галлий бойи поликристаллӣ (PGR-GaOX) бори аввал стратегияи нави тарроҳиро барои ҳассосияти баланд ва суръати баланди аксуламали фотодетектори баланд тавассути интерфейси пироэлектрикӣ пешниҳод кард. ва эффектҳои фотогузаронӣ ва тадқиқоти дахлдор дар Advanced Materials нашр шудааст. Детекторҳои фотоэлектрикии энергияи баланд (барои ултрабунафши амиқ (DUV) то бандҳои рентгенӣ) дар соҳаҳои гуногун, аз ҷумла амнияти миллӣ, тиб ва илми саноат муҳиманд.

Бо вуҷуди ин, маводи нимноқилҳои кунунӣ ба монанди Si ва α-Se мушкилоти ихроҷи зиёди ҷараён ва коэффисиенти пасти азхудкунии рентгенӣ доранд, ки қонеъ кардани ниёзҳои муайянкунии самараноки баланд душвор аст. Баръакс, масолеҳи нимноқилҳои оксиди галлий фосилаи васеъ (WBG) барои дарёфти фотоэлектрикии энергияи баланд потенсиали бузургро нишон медиҳанд. Бо вуҷуди ин, аз сабаби ногузир доми сатҳи амиқ дар тарафи моддӣ ва набудани тарҳи муассир дар сохтори дастгоҳ, амалӣ кардани ҳассосияти баланд ва суръати вокуниши баланд детекторҳои фотонҳои энергияи баланд дар асоси нимноқилҳои фосилаи васеъ душвор аст. Барои ҳалли ин мушкилот, як гурӯҳи тадқиқотӣ дар Чин бори аввал диодҳои пироэлектрикӣ (PPD) дар асоси PGR-GaOX тарҳрезӣ кардааст. Бо пайвастани интерфейси эффекти пироэлектрикӣ бо эффекти фотогузаронӣ, иҷрои муайянкунӣ ба таври назаррас беҳтар карда мешавад. PPD ҳассосияти баландро ҳам ба DUV ва ҳам рентген нишон дод, ки суръати посух то 104A/W ва 105μC×Gyair-1/cm2, назар ба детекторҳои қаблии аз маводи шабеҳ сохташуда беш аз 100 маротиба зиёдтар аст. Илова бар ин, эффекти пироэлектрикии интерфейс, ки аз симметрияи қутбӣ дар минтақаи камшавии PGR-GaOX ба вуҷуд омадааст, метавонад суръати вокуниши детекторро 105 маротиба то 0,1 мс зиёд кунад. Дар муқоиса бо фотодиодҳои муқаррарӣ, режими худкор PPDS аз ҳисоби майдонҳои пироэлектрикӣ ҳангоми гузариш ба рӯшноӣ фоидаи бештар ба даст меорад.

Илова бар ин, PPD метавонад дар режими ғаразнок кор кунад, ки дар он фоида аз шиддати ғаразнок вобаста аст ва фоидаи ултра баландро тавассути баланд бардоштани шиддати ғаразнок ба даст овардан мумкин аст. PPD дорои потенсиали бузурги татбиқ дар истеъмоли ками энергия ва системаҳои такмилдиҳии тасвири ҳассосияти баланд мебошад. Ин кор на танҳо исбот мекунад, ки GaOX як маводи ояндадори фотодетектори энергияи баланд аст, балки инчунин стратегияи навро барои татбиқи фотодетекторҳои баландсифати энергия таъмин мекунад.