Nový fotodetektivita s vysokou citlivostí

NovýFotodetektor s vysokou citlivostí

Nedávno výzkumný tým na Čínské akademii věd (CAS) založený na polykrystalických materiálech oxidu gallia (PGR-GAOX) poprvé poprvé novou konstrukční strategii pro vysokou citlivost a vysokou rychlost odezvy vysokoufotodetektorProstřednictvím vazebných rozhraní Pyroelektrické a fotovodící účinky a relevantní výzkum byl publikován v pokročilých materiálech. Vysoká energieFotoelektrické detektory(Pro hluboké ultrafialové (DUV) rentgenové pásy) jsou rozhodující v různých oborech, včetně národní bezpečnosti, medicíny a průmyslové vědy.

Současné polovodičové materiály, jako jsou SI a a-SE, však mají problémy s velkým únikovým proudem a nízkým koeficientem absorpce rentgenového záření, což je obtížné splnit potřeby vysoce výkonné detekce. Naproti tomu širokopásmové mezery (WBG) polovodičové oxidové materiály gallium vykazují velký potenciál pro fotoelektrickou detekci s vysokou energií. Avšak vzhledem k nevyhnutelné hluboké pasti na straně materiálu a nedostatku efektivního designu na struktuře zařízení je však náročné realizovat vysokou citlivost a vysokou rychlost reakce s vysokou energetickou energetickou detektory na základě polovodičů širokopásmové mezery. Aby se tyto výzvy vyřešily, výzkumný tým v Číně poprvé navrhl pyroelektrickou fotokopuktivní diodu (PPD) na základě PGR-Gaox. Spojením pyroelektrického účinku rozhraní s účinku fotovodivosti je významně zlepšena detekční výkon. PPD vykazoval vysokou citlivost na DUV i rentgenové paprsky, s mírou odezvy až do 104a/W a 105 × GIAIR-1/CM2, více než 100krát vyšší než předchozí detektory vyrobené z podobných materiálů. Kromě toho může rozhraní pyroelektrický účinek způsobený polárním symetrií depleční oblasti PGR-GAOX zvýšit rychlost odezvy detektoru 105krát na 0,1 ms. Ve srovnání s konvenčními fotodiody přinášejí PPD s vlastním pohádnutím vyšší zisky v důsledku pyroelektrických polí během přepínání světla.

Kromě toho může PPD pracovat v předpisovém režimu, kde zisk je vysoce závislý na napětí zkreslení a ultra vysoký zisk lze dosáhnout zvýšením zkreslení napětí. PPD má skvělý aplikační potenciál při nízké spotřebě energie a systémech zvyšování zobrazování s vysokou citlivostí. Tato práce nejen dokazuje, že Gaox je slibnýFotodetektor s vysokou energiíMateriál, ale také poskytuje novou strategii pro realizaci vysoce výkonných fotodetektorů s vysokou energií.