Kinerja dhuwur sing didorong dhewefotodetektor inframerah
inframerahfotodetektornduweni ciri-ciri kemampuan anti-gangguan sing kuwat, kemampuan ngenali target sing kuwat, operasi kabeh cuaca lan penyembunyian sing apik. Iki nduweni peran sing saya penting ing bidang kayata kedokteran, militer, teknologi luar angkasa lan teknik lingkungan. Antarane, sing didorong dhewedeteksi fotoelektrikChip sing bisa beroperasi kanthi mandiri tanpa catu daya tambahan eksternal wis narik kawigaten sing akeh ing bidang deteksi inframerah amarga kinerjane sing unik (kayata kamardikan energi, sensitivitas lan stabilitas sing dhuwur, lan liya-liyane). Kosok baline, chip deteksi fotoelektrik tradisional, kayata chip inframerah berbasis semikonduktor berbasis silikon utawa narrowbandgap, ora mung mbutuhake voltase bias tambahan kanggo nggerakake pamisahan operator fotogenerated kanggo ngasilake arus foto, nanging uga mbutuhake sistem pendinginan tambahan kanggo nyuda gangguan termal lan ningkatake responsif. Mulane, dadi angel kanggo nyukupi konsep lan syarat anyar saka chip deteksi inframerah generasi sabanjure ing mangsa ngarep, kayata konsumsi daya sing sithik, ukuran cilik, biaya murah lan kinerja sing dhuwur.
Bubar iki, tim riset saka Tiongkok lan Swedia wis ngusulake chip deteksi fotoelektrik pin heterojunction self-driven short-wave infrared (SWIR) anyar adhedhasar film graphene nanoribbon (GNR)/alumina/silikon kristal tunggal. Ing sangisore efek gabungan saka efek gating optik sing dipicu dening antarmuka heterogen lan medan listrik bawaan, chip kasebut nduduhake kinerja respon lan deteksi ultra-dhuwur ing voltase bias nol. Chip deteksi fotoelektrik nduweni tingkat respon A nganti 75,3 A/W ing mode self-driven, tingkat deteksi 7,5 × 10¹⁴ Jones, lan efisiensi kuantum eksternal cedhak 104%, ningkatake kinerja deteksi jinis chip berbasis silikon sing padha kanthi rekor 7 urutan gedhene. Kajaba iku, ing mode drive konvensional, tingkat respon chip, tingkat deteksi, lan efisiensi kuantum eksternal kabeh nganti 843 A/W, 10¹⁵ Jones, lan 105%, kabeh minangka nilai paling dhuwur sing dilapurake ing riset saiki. Sauntara kuwi, riset iki uga nduduhake aplikasi chip deteksi fotoelektrik ing jagad nyata ing bidang komunikasi optik lan pencitraan inframerah, sing nyoroti potensi aplikasi sing gedhe banget.
Kanggo nyinaoni kinerja fotoelektrik fotodetektor adhedhasar silikon kristal tunggal graphene nanoribbons /Al₂O₃/ kanthi sistematis, para peneliti nguji respon karakteristik statis (kurva tegangan arus) lan dinamis (kurva wektu arus). Kanggo ngevaluasi karakteristik respon optik fotodetektor heterostruktur silikon monokristalin nanoribbon /Al₂O₃/ kanthi sistematis ing voltase bias sing beda-beda, para peneliti ngukur respon arus dinamis piranti kasebut ing bias 0 V, -1 V, -3 V lan -5 V, kanthi kapadhetan daya optik 8,15 μW/cm². Arus foto mundhak kanthi bias mbalikke lan nuduhake kecepatan respon sing cepet ing kabeh voltase bias.
Pungkasanipun, para peneliti nggawe sistem pencitraan lan kasil nggayuh pencitraan inframerah gelombang pendek kanthi tenaga dhewe. Sistem kasebut beroperasi kanthi bias nol lan ora nggunakake energi babar pisan. Kapabilitas pencitraan fotodetektor dievaluasi nggunakake topeng ireng kanthi pola huruf "T" (kaya sing dituduhake ing Gambar 1).
Kesimpulane, riset iki kasil nggawe fotodetektor sing bisa digunakake dhewe adhedhasar nanoribbon graphene lan entuk tingkat respon sing dhuwur banget. Sauntara kuwi, para peneliti kasil nduduhake kemampuan komunikasi optik lan pencitraan iki.fotodetektor sing responsif bangetPrestasi riset iki ora mung nyedhiyakake pendekatan praktis kanggo pangembangan nanoribbon graphene lan piranti optoelektronik berbasis silikon, nanging uga nduduhake kinerja sing apik banget minangka fotodetektor inframerah gelombang pendek sing didayani dhewe.
Wektu kiriman: 28-Apr-2025