Inframerah ambang endhekfotodetektor longsor
Fotodetektor longsor inframerah (Fotodetektor APD) iku kelas sakapiranti fotoelektrik semikonduktorsing ngasilake gain dhuwur liwat efek ionisasi tabrakan, supaya bisa entuk kemampuan deteksi sawetara foton utawa malah foton tunggal. Nanging, ing struktur fotodetektor APD konvensional, proses hamburan pembawa non-keseimbangan nyebabake mundhut energi, saengga voltase ambang longsoran biasane kudu tekan 50-200 V. Iki ndadekake panjaluk sing luwih dhuwur ing voltase drive piranti lan desain sirkuit pembacaan, nambah biaya lan mbatesi aplikasi sing luwih akeh.
Bubar iki, riset Tiongkok wis ngusulake struktur anyar detektor inframerah cedhak longsor kanthi voltase ambang longsor sing endhek lan sensitivitas sing dhuwur. Adhedhasar homojunction doping dhewe saka lapisan atom, fotodetektor longsor ngatasi hamburan mbebayani sing disebabake dening kahanan cacat antarmuka sing ora bisa dihindari ing heterojunction. Sauntara kuwi, medan listrik "puncak" lokal sing kuwat sing disebabake dening pemecahan simetri translasi digunakake kanggo nambah interaksi coulomb antarane operator, nyuda hamburan sing didominasi mode fonon off-plane, lan entuk efisiensi dobel sing dhuwur saka operator non-keseimbangan. Ing suhu kamar, energi ambang cedhak karo wates teoretis Eg (Eg minangka celah pita semikonduktor) lan sensitivitas deteksi detektor longsor inframerah nganti tingkat 10000 foton.
Panliten iki adhedhasar homojunction tungsten diselenide (WSe₂) sing didoping dhewe lapisan atom (chalcogenide logam transisi rong dimensi, TMD) minangka medium gain kanggo longsoran pembawa muatan. Pecahan simetri translasi spasial digayuh kanthi ngrancang mutasi langkah topografi kanggo ngindhuksi medan listrik "spike" lokal sing kuwat ing antarmuka homojunction mutan.
Kajaba iku, kekandelan atom bisa nyuda mekanisme hamburan sing didominasi dening mode fonon, lan ngwujudake proses akselerasi lan perkalian pembawa non-keseimbangan kanthi kerugian sing sithik banget. Iki ndadekake energi ambang longsoran ing suhu kamar cedhak karo wates teoretis yaiku celah pita bahan semikonduktor Contone. Tegangan ambang longsoran dikurangi saka 50 V dadi 1,6 V, sing ngidini para peneliti nggunakake sirkuit digital tegangan rendah sing diwasa kanggo nggerakake longsoran.fotodetektoruga dioda penggerak lan transistor. Panliten iki nyadari konversi lan pemanfaatan energi pembawa non-keseimbangan sing efisien liwat desain efek perkalian longsoran ambang rendah, sing menehi perspektif anyar kanggo pangembangan teknologi deteksi inframerah longsoran gain dhuwur, ambang rendah, lan gain dhuwur generasi sabanjure.
Wektu kiriman: 16-Apr-2025