Iki ölçegli iki ölçegligöç fotodetektor
Bipolýar iki ölçegli göç göç fotodetektor (APD fotodetektor) aşa pes ses we ýokary duýgurlygy ýüze çykarýar
Az fotonyň ýa-da hatda bir fotonyň ýokary duýgurlygynyň ýüze çykarylmagy, gowşak ýagtylygy şekillendirmek, uzakdan duýmak we telemetriýa we kwant aragatnaşygy ýaly ugurlarda möhüm amaly perspektiwalara eýe. Şolaryň arasynda göç fotodetektor (APD) kiçi göwrümli, ýokary netijelilik we aňsat integrasiýa aýratynlyklary sebäpli optoelektron enjamlaryny gözlemekde möhüm ugra öwrüldi. Signal-sesi gatnaşygy (SNR), ýokary girdeji we pes garaňky tok talap edýän APD fotodetektorynyň möhüm görkezijisidir. Iki ölçegli (2D) materiallaryň van der Waals heterojunksiýalary boýunça geçirilen gözleg, ýokary öndürijilikli APD-leriň ösüşinde giň geljegi görkezýär. Hytaýdan gelen gözlegçiler, adaty APD fotodetektorynyň içerki gazanç ses meselesini çözmek üçin, iň oňat gabat gelýän iş funksiýasyna eýe bolan Pt / WSe₂ / Ni gurluşy bilen APD fotodetektoryny duýgur duýgur material hökmünde saýladylar we iki ölçegli ýarymgeçiriji material WSe₂ saýladylar.
Gözleg topary, Pt / WSe₂ / Ni gurluşyna esaslanýan göç fotodetektoryny teklip etdi, bu otag temperaturasynda fW derejesinde aşa gowşak yşyk signallaryny ýokary duýgur kesgitlemegi gazandy. Ajaýyp elektrik aýratynlyklaryna eýe bolan iki ölçegli ýarymgeçiriji materialy WSe₂ saýladylar we Pt we Ni elektrod materiallaryny birleşdirip, göç fotodetektorynyň täze görnüşini üstünlikli ösdürdiler. Pt, WSe₂ we Ni-iň arasynda gabat gelýän iş funksiýasyny takyklamak bilen, fotogenerirlenen daşaýjylaryň saýlanyp geçmegine rugsat bermek bilen, garaňky göterijileri netijeli bloklap bilýän ulag mehanizmi döredildi. Bu mehanizm, göterijiniň täsiriniň ionlaşmagy netijesinde dörän aşa sesleri ep-esli azaldar, fotodetektora aşa pes ses derejesinde ýokary duýgur optiki signal tapylmagyna mümkinçilik döreder.
Soňra, gowşak elektrik meýdanyndan emele gelen göç täsiriniň mehanizmini anyklamak üçin gözlegçiler ilki bilen dürli metallaryň mahsus iş funksiýalarynyň WSe₂ bilen laýyklygyna baha berdiler. Dürli metal elektrodly metal ýarymgeçiriji-metal (MSM) enjamlaryň bir topary ýasaldy we üstünde degişli synaglar geçirildi. Mundan başga-da, göç başlamazdan ozal daşaýjylaryň ýaýramagyny azaltmak bilen, täsir ionlaşmagynyň tötänleýinligi peselip, şeýdip ses azalýar. Şonuň üçin degişli synaglar geçirildi. Pt / WSe₂ / Ni APD-iň wagt jogap aýratynlyklary nukdaýnazaryndan has ýokarydygyny görkezmek üçin gözlegçiler enjamyň dürli fotoelektrik bahalary boýunça enjamyň -3 dB geçirijilik giňligini hasam bahalandyrdylar.
Synag netijeleri, Pt / WSe₂ / Ni detektorynyň otag temperaturasynda bary-ýogy 8.07 fW / √Hz bolan gaty pes ses ekwiwalent güýjüni (NEP) görkezýändigini görkezýär. Bu, detektoryň aşa gowşak optiki signallary kesgitläp biljekdigini aňladýar. Mundan başga-da, bu enjam 5 × 10⁵ ýokary girdeji bilen 20 kHz modulýasiýa ýygylygynda durnukly işläp, ýokary girdejini we geçirijilik ukybyny deňleşdirmek kyn bolan adaty fotoelektrik detektorlarynyň tehniki kynçylyklaryny üstünlikli çözüp biler. Bu aýratynlyk, ýokary girdeji we pes ses talap edýän programmalarda möhüm artykmaçlyklary üpjün eder diýlip garaşylýar.
Bu gözleg, öndürijiligi ýokarlandyrmakda material in engineeringenerçiliginiň we interfeýs optimizasiýasynyň möhüm roluny görkezýärfotodetektorlar. Elektrodlary we iki ölçegli materiallary ussatlyk bilen dizaýn etmek arkaly, garaňky göterijileriň gorag täsiri gazanyldy, ses päsgelçiligini ep-esli azaldyp, ýüze çykaryş netijeliligini hasam ýokarlandyrdy.
Bu detektoryň öndürijiligi diňe bir fotoelektrik aýratynlyklarynda öz beýanyny tapman, eýsem giň ulanyş mümkinçiliklerine hem eýe. Otag temperaturasynda garaňky tokyň täsirli petiklenmegi we fotogenerirlenen göterijileriň netijeli siňdirilmegi bilen bu detektor, daşky gurşaw gözegçiligi, astronomiki gözegçilik we optiki aragatnaşyk ýaly ugurlarda gowşak yşyk signallaryny ýüze çykarmak üçin has amatlydyr. Bu gözleg, pes ölçegli material fotodetektorlary ösdürmek üçin täze pikirler bilen çäklenmän, eýsem ýokary öndürijilikli we pes güýçli optoelektron enjamlaryny geljekde gözlemek we ösdürmek üçin täze salgylanmalary hödürleýär.
Iş wagty: Iýun-18-2025