Performanceokary öndürijilikli özbaşdakinfragyzyl fotodetektor
infragyzylfotodetektorgüýçli päsgelçiliklere garşy ukyplylygy, güýçli nyşana tanamak ukyby, howa şertleriniň işleýşi we gowy gizlenme aýratynlyklary bar. Lukmançylyk, harby, kosmos tehnologiýasy we daşky gurşaw in engineeringenerçiligi ýaly ugurlarda barha möhüm rol oýnaýar. Olaryň arasynda öz-özüni dolandyrýanfotoelektrik kesgitlemesiDaşarky goşmaça elektrik üpjünçiligi bolmazdan özbaşdak işläp bilýän çip, özboluşly öndürijiligi (energiýa garaşsyzlygy, ýokary duýgurlyk we durnuklylyk we ş.m.) sebäpli infragyzyl kesgitlemek pudagynda uly ünsi çekdi. Munuň tersine, kremniý esasly ýa-da dar zolakly ýarymgeçiriji esasly infragyzyl çipler ýaly adaty fotoelektrik kesgitleýiş çipleri, fotokurent öndürmek üçin fotogenerirlenen göterijileriň bölünmegini üpjün etmek üçin goşmaça naprýaageseniýe naprýa .eniýelerini talap etmän, termiki sesleri azaltmak we duýgurlygy ýokarlandyrmak üçin goşmaça sowadyş ulgamlaryna mätäç. Şonuň üçin geljekde pes energiýa sarp etmek, kiçi göwrümli, arzan bahaly we ýokary öndürijilik ýaly indiki nesil infragyzyl kesgitleýiş çipleriniň täze düşünjelerine we talaplaryna laýyk gelmek kyn boldy.
Recentlyakynda Hytaýdan we Şwesiýadan gözleg toparlary grafen nanoribbon (GNR) filmleri / alýumin / ýeke kristal kremniniň esasynda özbaşdak hereket edýän gysga tolkunly infragyzyl (SWIR) fotoelektrik kesgitleýiş çipini teklip etdi. Geterogen interfeýs we gurlan elektrik meýdany bilen döredilen optiki girelge effektiniň bilelikdäki täsiri astynda, çip nol ikitaraplaýyn naprýa ateniýede aşa ýokary seslenme we kesgitleme öndürijiligini görkezdi. Fotoelektrik kesgitleýiş çipinde öz-özi hereket edýän re inimde jogap derejesi 75.3 A / W, kesgitleýiş tizligi 7.5 × 10¹⁴ Jones we daşarky kwant netijeliligi 104% -e ýakyn bolup, kremniý esasly çipleriň şol bir görnüşiniň ýüze çykarylyşyny 7 rekord ululykda ýokarlandyrýar. Mundan başga-da, adaty sürüjilik re modeiminde çipiň jogap tizligi, ýüze çykaryş tizligi we daşarky kwant netijeliligi degişlilikde 843 A / W, 10¹⁵ Jones we 105% -e deňdir, bularyň hemmesi häzirki gözleglerde habar berlen iň ýokary gymmatlyklardyr. Şol bir wagtyň özünde, bu gözleg, fotoelektrik kesgitleýiş çipiniň optiki aragatnaşyk we infragyzyl şekillendiriş ulgamlarynda hakyky ulanylyşyny görkezdi we ägirt uly amaly potensialyny görkezdi.
Grafen nanoribbonlary / Al₂O₃ / ýekeje kristal kremniniň esasynda fotodetektoryň fotoelektrik öndürijiligini yzygiderli öwrenmek üçin gözlegçiler onuň statiki (tok naprýa .eniýesi egrisi) we dinamiki häsiýetli jogaplary (häzirki egrilik) synagdan geçirdiler. Grafen nanoribbon / Al₂O₃ / monokristally kremniniň heterostrukturasy fotodetektorynyň dürli taraplaýyn naprýa .eniýelerde optiki jogap aýratynlyklaryna yzygiderli baha bermek üçin, gözlegçiler enjamyň dinamiki tok sesini 0 V, -1 V, -3 V we -5 V görnüşlerinde ölçediler, optiki güýç dykyzlygy 8,15 μW / cm². Fotokurrent ters tarap bilen köpelýär we ähli taraplaýyn naprýa .eniýelerde çalt jogap tizligini görkezýär.
Netijede, gözlegçiler şekillendiriş ulgamyny ýasadylar we gysga tolkunly infragyzyl öz-özi işleýän şekillendiriş işini üstünlikli gazandylar. Ulgam nol tarapdan işleýär we asla energiýa sarp etmeýär. Fotodetektoryň şekillendiriş ukyby, “T” harpy bilen (1-nji suratda görkezilişi ýaly) gara maska bilen baha berildi.
Sözümiň ahyrynda, bu gözleg grafen nanoribbonlaryna esaslanýan öz-özi işleýän fotodetektorlary üstünlikli ýasap, rekord derejä ýetdi. Bu aralykda, gözlegçiler munuň optiki aragatnaşyk we şekillendiriş mümkinçiliklerini üstünlikli görkezdilerýokary duýgur fotodetektor. Bu gözleg, diňe bir grafen nanoribbonlaryny we kremniý esasly optoelektron enjamlaryny ösdürmek üçin amaly çemeleşmäni üpjün etmän, eýsem gysga tolkunly infragyzyl fotodetektorlar hökmünde ajaýyp öndürijiligini görkezýär.
Iş wagty: 28-2025-nji aprel