Новывысокаадчувальны фотадэтэктар
Нядаўна даследчая група Кітайскай акадэміі навук (КАН) на аснове полікрышталічных матэрыялаў на аснове аксіду галію, багатага галіем (PGR-GaOX), упершыню прапанавала новую стратэгію распрацоўкі для атрымання высокай адчувальнасці і хуткасці водгуку.фотадэтэктарпраз звязаныя эфекты піраэлектрычнага і фотаправоднага інтэрфейсаў, і адпаведнае даследаванне было апублікавана ў часопісе Advanced Materials. Высокаэнергетычныяфотаэлектрычныя дэтэктары(для дыяпазонаў ад глыбокага ультрафіялетавага (DUV) да рэнтгенаўскага выпраменьвання) маюць вырашальнае значэнне ў розных галінах, у тым ліку ў нацыянальнай бяспецы, медыцыне і прамысловых навуках.
Аднак сучасныя паўправадніковыя матэрыялы, такія як Si і α-Se, маюць праблемы вялікага току ўцечкі і нізкага каэфіцыента паглынання рэнтгенаўскага выпраменьвання, што абцяжарвае патрэбы высокапрадукцыйнага выяўлення. Наадварот, паўправадніковыя матэрыялы на аснове аксіду галію з шырокай забароненай зонай (WBG) дэманструюць вялікі патэнцыял для фотаэлектрычнага выяўлення высокіх энергій. Аднак з-за непазбежнай глыбокай пасткі на ўзроўні матэрыялу і адсутнасці эфектыўнай канструкцыі структуры прылады складана рэалізаваць высокаадчувальныя і хуткасныя дэтэктары фатонаў высокай энергіі на аснове паўправаднікоў з шырокай забароненай зонай. Каб вырашыць гэтыя праблемы, даследчая група ў Кітаі ўпершыню распрацавала піраэлектрычны фотаправодны дыёд (PPD) на аснове PGR-GaOX. Дзякуючы спалучэнню піраэлектрычнага эфекту на мяжы з эфектам фотаправоднасці, прадукцыйнасць выяўлення значна палепшылася. PPD прадэманстраваў высокую адчувальнасць як да DUF, так і да рэнтгенаўскага выпраменьвання, з хуткасцю водгуку да 104A/Вт і 105μC×Gyair-1/см2 адпаведна, што больш чым у 100 разоў вышэй, чым у папярэдніх дэтэктараў, вырабленых з падобных матэрыялаў. Акрамя таго, піраэлектрычны эфект на мяжы падзелу, выкліканы палярнай сіметрыяй вобласці знясілення PGR-GaOX, можа павялічыць хуткасць рэакцыі дэтэктара ў 105 разоў да 0,1 мс. У параўнанні са звычайнымі фотадыёдамі, PPDS з аўтаномным харчаваннем забяспечваюць большы каэфіцыент узмацнення дзякуючы піраэлектрычным палям падчас пераключэння святла.
Акрамя таго, PPD можа працаваць у рэжыме зрушэння, дзе каэфіцыент узмацнення моцна залежыць ад напружання зрушэння, а звышвысокага каэфіцыента ўзмацнення можна дасягнуць, павялічваючы напружанне зрушэння. PPD мае вялікі патэнцыял прымянення ў сістэмах паляпшэння візуалізацыі з нізкім спажываннем энергіі і высокай адчувальнасцю. Гэтая праца не толькі даказвае, што GaOX з'яўляецца перспектыўным...высокаэнергетычны фотадэтэктарматэрыял, але таксама прапануе новую стратэгію для рэалізацыі высокапрадукцыйных фотадэтэктараў высокай энергіі.
Час публікацыі: 10 верасня 2024 г.