Pes bosaga infragyzyl gar uçguny fotodetektory

Pes infragyzyl bosagagar uçguny fotodetektory

Infragyzyl gar uçguny fotodetektory (APD fotodetektory) bir synpdyrýarymgeçiriji fotoelektrik enjamlarçaknyşyk ionlaşma täsiri arkaly ýokary gazanç döredýär, şonuň üçin az sanly fotonlaryň ýa-da hatda ýeke fotonlaryň anyklaýyş ukybyna ýetýär. Şeýle-de bolsa, adaty APD fotodetektor gurluşlarynda deňagramly däl daşaýjylaryň saçylma prosesi energiýa ýitgisine getirýär, şonuň üçin gar uçgunynyň bosagasyndaky naprýaženiýe adatça 50-200 V ýetmeli bolýar. Bu bolsa enjamyň hereketlendiriji naprýaženiýesine we okamak zynjyrynyň dizaýnyna has ýokary talaplary goýýar, çykdajylary artdyrýar we giň ulanylyşlary çäklendirýär.

Ýakynda Hytaýyň ylmy barlaglary pes gar uçgunynyň bosagasyndaky naprýaženiýe we ýokary duýgurlyk bilen infragyzyl gar uçgunynyň golaýyndaky detektoryň täze gurluşyny teklip etdi. Atom gatlagynyň öz-özüni doping edýän gomogeçişine esaslanyp, gar uçgunynyň fotodetektory geterogeçişde gaçyp bolmajak interfeýs kemçiliginiň döredýän zyýanly saçylmasyny çözýär. Şol bir wagtyň özünde, terjime simmetriýasynyň bozulmagy bilen döredýän güýçli ýerli "pik" elektrik meýdany daşaýjylaryň arasyndaky kulon özara täsirini güýçlendirmek, tekizlikden daşary fonon režiminde agdyklyk edýän saçylmany basyp ýatyrmak we deňagramly däl daşaýjylaryň ýokary iki esse netijeliligine ýetmek üçin ulanylýar. Otagyň temperaturasynda bosaga energiýasy nazaryýet çägine (Eg ýarymgeçirijiniň zolak aralygy) golaý we infragyzyl gar uçgunynyň detektorynyň anyklaýyş duýgurlygy 10000 foton derejesine çenlidir.

Bu gözleg atom gatlagynyň öz-özüne goşulan wolfram diselenidiniň (WSe₂) gomogenidiniň (iki ölçegli geçiş metal halkogenidi, TMD) zarýad daşaýjy uçgunlar üçin güýçlendiriji gurşaw hökmünde ulanylmagyna esaslanýar. Meýdançada translýasiýa simmetriýasynyň bozulmagy mutant gomogenidiň serhedinde güýçli ýerli "spik" elektrik meýdanyny döretmek üçin topografiýa basgançak mutasiýasyny döretmek arkaly amala aşyrylýar.

Mundan başga-da, atom galyňlygy fonon režiminiň agdyklyk edýän saçylma mehanizmini basyp ýatyryp, deňagramly däl daşaýjynyň tizlenme we köpelme prosesini örän pes ýitgi bilen amala aşyryp biler. Bu bolsa otagyň temperaturasyndaky uçgun bosagasynyň energiýasyny nazaryýet çägine, ýagny ýarymgeçiriji materialyň zolak aralygyna golaýlaşdyrýar. Çuşgun bosagasynyň naprýaženiýesi 50 V-dan 1,6 V-a çenli azaldyldy, bu bolsa barlagçylara uçguny dolandyrmak üçin ösen pes naprýaženiýeli sanly zynjyrlary ulanmaga mümkinçilik berdi.fotodetektorşeýle hem hereketlendiriji diodlar we tranzistorlar. Bu gözleg, pes bosagaly gar uçgunynyň köpeltme täsirini dizaýn etmek arkaly deňagramly däl daşaýjy energiýanyň netijeli öwrülmegini we ulanylmagyny amala aşyrýar, bu bolsa ýokary duýgur, pes bosagaly we ýokary girdejili gar uçgunynyň infragyzyl anyklaýyş tehnologiýasynyň indiki neslini ösdürmek üçin täze perspektiwany üpjün edýär.