Nuwe hoë sensitiwiteit fotodetektor

Nuwe hoë sensitiwiteit fotodetektor

Onlangs het 'n navorsingspan by die Chinese Akademie vir Wetenskappe (CAS) gebaseer op polikristallyne galliumryke galliumoksiedmateriale (PGR-GaOX) vir die eerste keer 'n nuwe ontwerpstrategie vir hoë sensitiwiteit en hoë reaksiespoed hoë fotodetektor deur gekoppelde koppelvlak piro-elektriese voorgestel. en fotogeleidingseffekte, en die relevante navorsing is in Advanced Materials gepubliseer. Hoë-energie foto-elektriese detektors (vir diep ultraviolet (DUV) tot X-straalbande) is krities in 'n verskeidenheid velde, insluitend nasionale veiligheid, medisyne en industriële wetenskap.

Die huidige halfgeleiermateriale soos Si en α-Se het egter die probleme van groot lekstroom en lae X-straalabsorpsiekoëffisiënt, wat moeilik is om aan die behoeftes van hoëprestasie-opsporing te voldoen. In teenstelling hiermee toon wyebandgaping (WBG) halfgeleier galliumoksied materiale groot potensiaal vir hoë-energie foto-elektriese opsporing. As gevolg van die onvermydelike diepvlakval aan die materiaalkant en die gebrek aan effektiewe ontwerp op die toestelstruktuur, is dit egter uitdagend om hoë sensitiwiteit en hoë reaksiespoed hoë-energie fotondetektors te realiseer wat gebaseer is op wyebandgaping halfgeleiers. Om hierdie uitdagings die hoof te bied, het 'n navorsingspan in China vir die eerste keer 'n piro-elektriese fotogeleidende diode (PPD) wat op PGR-GaOX gebaseer is, ontwerp. Deur die koppelvlak piro-elektriese effek te koppel met die fotogeleiding effek, word die opsporing prestasie aansienlik verbeter. PPD het hoë sensitiwiteit vir beide DUV en X-strale getoon, met reaksietempo's tot onderskeidelik 104A/W en 105μC×Gyair-1/cm2, meer as 100 keer hoër as vorige detektors wat van soortgelyke materiale gemaak is. Daarbenewens kan die koppelvlak-piro-elektriese effek wat veroorsaak word deur die polêre simmetrie van die PGR-GaOX-uitputtingstreek die reaksiespoed van die detektor met 105 keer tot 0.1ms verhoog. In vergelyking met konvensionele fotodiodes, produseer selfaangedrewe modus PPDS hoër winste as gevolg van piro-elektriese velde tydens ligskakeling.

Daarbenewens kan PPD in voorspanningsmodus werk, waar die wins hoogs afhanklik is van die voorspanningsspanning, en ultrahoë wins kan bereik word deur die voorspanning te verhoog. PPD het groot toepassingspotensiaal in lae energieverbruik en hoë sensitiwiteitsbeeldverbeteringstelsels. Hierdie werk bewys nie net dat GaOX 'n belowende hoë-energie fotodetektormateriaal is nie, maar bied ook 'n nuwe strategie vir die realisering van hoëwerkverrigting hoë-energie fotodetektors.