Lae drempel infrarooisneeustorting fotodetektor
Die infrarooi sneeustorting fotodetektor (APD-fotodetektor) is 'n klas vanhalfgeleier fotoëlektriese toestellewat hoë wins deur die botsingsionisasie-effek produseer, om sodoende die deteksievermoë van 'n paar fotone of selfs enkele fotone te bereik. In konvensionele APD-fotodetektorstrukture lei die nie-ewewigsdraerverstrooiingsproses egter tot energieverlies, sodat die lawine-drempelspanning gewoonlik 50-200 V moet bereik. Dit stel hoër eise aan die toestel se aandrywingspanning en uitleeskringontwerp, wat koste verhoog en wyer toepassings beperk.
Onlangs het Chinese navorsing 'n nuwe struktuur van 'n lawine naby-infrarooi detektor met 'n lae lawine drempelspanning en hoë sensitiwiteit voorgestel. Gebaseer op die self-doterende homojunksie van die atoomlaag, los die lawine fotodetektor die skadelike verstrooiing op wat veroorsaak word deur die koppelvlak-defektoestand wat onvermydelik is in heterojunksie. Intussen word die sterk plaaslike "piek" elektriese veld wat veroorsaak word deur translasiesimmetrie-breking gebruik om die Coulomb-interaksie tussen draers te verbeter, die buite-vlak fononmodus-gedomineerde verstrooiing te onderdruk, en 'n hoë verdubbelingsdoeltreffendheid van nie-ewewigsdraers te bereik. By kamertemperatuur is die drempelenergie naby die teoretiese limiet Eg (Eg is die bandgaping van halfgeleier) en die deteksiesensitiwiteit van die infrarooi lawine detektor is tot 10000 fotonvlak.
Hierdie studie is gebaseer op atoomlaag-selfgedoteerde wolframdiselenied (WSe₂) homojunksie (tweedimensionele oorgangsmetaalchalcogenied, TMD) as 'n versterkingsmedium vir ladingdraer-lawines. Die ruimtelike translasionele simmetrie-verbreking word bereik deur 'n topografie-stapmutasie te ontwerp om 'n sterk plaaslike "piek"-elektriese veld by die mutant-homojunksie-koppelvlak te veroorsaak.
Daarbenewens kan die atoomdikte die verstrooiingsmeganisme wat deur die fononmodus oorheers word, onderdruk, en die versnellings- en vermenigvuldigingsproses van nie-ewewigsdraers met baie lae verlies verwesenlik. Dit bring die lawine-drempelenergie by kamertemperatuur naby die teoretiese limiet, d.w.s. die halfgeleiermateriaalbandgaping, bv. Die lawine-drempelspanning is van 50 V tot 1.6 V verminder, wat die navorsers toelaat om volwasse laespanning-digitale stroombane te gebruik om die lawine aan te dryf.fotodetektorsowel as aandrywingsdiodes en transistors. Hierdie studie besef die doeltreffende omskakeling en benutting van nie-ewewigsdraerenergie deur die ontwerp van 'n lae-drempel-lawine-vermenigvuldigingseffek, wat 'n nuwe perspektief bied vir die ontwikkeling van die volgende generasie hoogs sensitiewe, lae-drempel- en hoëwins-lawine-infrarooi-opsporingstegnologie.
Plasingstyd: 16 Apr-2025