Nuwe navorsing oor lae-dimensionele sneeustorting fotodetektor
Hoë-sensitiwiteitsdeteksie van min-foton- of selfs enkel-foton-tegnologieë hou beduidende toepassingsvooruitsigte in velde soos lae-ligbeelding, afstandwaarneming en telemetrie, sowel as kwantumkommunikasie. Onder hulle het sneeustortingfotodetektors (APD) 'n belangrike rigting geword in die veld van opto-elektroniese toestelnavorsing as gevolg van hul klein grootte, hoë doeltreffendheid en maklike integrasie. Sein-tot-ruisverhouding (SNR) is 'n belangrike aanwyser van APD-fotodetektors, wat hoë wins en lae donkerstroom benodig. Die navorsing oor tweedimensionele (2D) materiaal van der Waals-heterojuncties toon breë vooruitsigte in die ontwikkeling van hoëprestasie-APD's. Navorsers van China het die bipolêre tweedimensionele halfgeleiermateriaal WSe₂ as die fotosensitiewe materiaal gekies en die Pt/WSe₂/Ni-struktuur noukeurig voorberei.APD Fotodetektormet die beste ooreenstemmende werkfunksie om die inherente versterkingsgeraasprobleem van tradisionele APD op te los.
Navorsers het 'n voorstel gemaaksneeustorting fotodetektorgebaseer op die Pt/WSe₂/Ni-struktuur, wat hoogs sensitiewe opsporing van uiters swak ligseine op die fW-vlak by kamertemperatuur bereik. Hulle het die tweedimensionele halfgeleiermateriaal WSe₂, wat uitstekende elektriese eienskappe het, gekies en dit gekombineer met Pt- en Ni-elektrodemateriale om suksesvol 'n nuwe tipe sneeustortingfotodetektor te ontwikkel. Deur die werkfunksie-ooreenstemming tussen Pt, WSe₂ en Ni presies te optimaliseer, is 'n transportmeganisme ontwerp wat donker draers effektief kan blokkeer terwyl dit selektief toelaat dat fotogegenereerde draers deurgaan. Hierdie meganisme verminder die oortollige geraas wat deur draer-impakionisasie veroorsaak word, aansienlik, wat die fotodetektor in staat stel om hoogs sensitiewe optiese seinopsporing teen 'n uiters lae geraasvlak te bereik.
Hierdie studie demonstreer die deurslaggewende rol van materiaalingenieurswese en koppelvlakoptimalisering in die verbetering van die werkverrigting vanfotodetektorsDeur die vernuftige ontwerp van elektrodes en tweedimensionele materiale is die afskermingseffek van donker draers bereik, wat geraasinterferensie aansienlik verminder en die opsporingsdoeltreffendheid verder verbeter. Die werkverrigting van hierdie detektor word nie net in sy fotoëlektriese eienskappe weerspieël nie, maar het ook breë toepassingsvooruitsigte. Met sy effektiewe blokkering van donkerstroom by kamertemperatuur en doeltreffende absorpsie van fotogegenereerde draers, is hierdie fotodetektor veral geskik vir die opsporing van swak ligseine in velde soos omgewingsmonitering, astronomiese waarneming en optiese kommunikasie. Hierdie navorsingsprestasie bied nie net nuwe idees vir die ontwikkeling van lae-dimensionele materiaal fotodetektors nie, maar bied ook nuwe verwysings vir die toekomstige navorsing en ontwikkeling van hoëprestasie- en lae-krag opto-elektroniese toestelle.
Plasingstyd: 27 Augustus 2025