Noufotodetector de înaltă sensibilitate
Recent, o echipă de cercetare de la Academia Chineză de Științe (CAS), bazată pe materiale policristaline de oxid de galiu bogate în galiu (PGR-GaOX), a propus pentru prima dată o nouă strategie de proiectare pentru sensibilitate ridicată și viteză de răspuns mare.fotodetectorprin efecte piroelectrice și fotoconductive la interfață cuplată, iar cercetarea relevantă a fost publicată în Advanced Materials. Energie înaltădetectoare fotoelectrice(pentru benzile de la ultraviolet profund (DUV) la raze X) sunt esențiale într-o varietate de domenii, inclusiv securitatea națională, medicina și știința industrială.
Cu toate acestea, materialele semiconductoare actuale, cum ar fi Si și α-Se, prezintă probleme legate de curentul de scurgere mare și coeficientul de absorbție a razelor X scăzut, ceea ce face dificilă satisfacerea nevoilor de detectare de înaltă performanță. În schimb, materialele semiconductoare de oxid de galiu cu bandă largă (WBG) prezintă un potențial mare pentru detectarea fotoelectrică de înaltă energie. Cu toate acestea, din cauza inevitabilei capcane de nivel adânc pe partea materialului și a lipsei unui design eficient al structurii dispozitivului, este dificil să se realizeze detectoare de fotoni de înaltă energie cu sensibilitate ridicată și viteză de răspuns mare, bazate pe semiconductori cu bandă largă. Pentru a aborda aceste provocări, o echipă de cercetare din China a proiectat pentru prima dată o diodă fotoconductoare piroelectrică (PPD) bazată pe PGR-GaOX. Prin cuplarea efectului piroelectric de interfață cu efectul de fotoconductivitate, performanța de detectare este îmbunătățită semnificativ. PPD a demonstrat o sensibilitate ridicată atât la DUV, cât și la razele X, cu rate de răspuns de până la 104A/W și respectiv 105μC×Gyair-1/cm2, de peste 100 de ori mai mari decât detectoarele anterioare fabricate din materiale similare. În plus, efectul piroelectric de interfață cauzat de simetria polară a regiunii de epuizare PGR-GaOX poate crește viteza de răspuns a detectorului de 10⁵ ori, până la 0,1 ms. Comparativ cu fotodiodele convenționale, PPDS-urile în modul autoalimentat produc câștiguri mai mari datorită câmpurilor piroelectrice în timpul comutării luminii.
În plus, PPD poate funcționa în modul de polarizare, unde câștigul depinde în mare măsură de tensiunea de polarizare, iar un câștig ultra-ridicat poate fi obținut prin creșterea tensiunii de polarizare. PPD are un mare potențial de aplicare în sisteme de îmbunătățire a imaginilor cu consum redus de energie și sensibilitate ridicată. Această lucrare nu numai că dovedește că GaOX este o metodă promițătoare...fotodetector de înaltă energiematerial, dar oferă și o nouă strategie pentru realizarea de fotodetectoare de înaltă performanță și energie ridicată.
Data publicării: 10 septembrie 2024