Uusi korkea herkkyys valodetektori

Uusikorkea herkkyys valodetektori

Äskettäin Kiinan tiedeakatemian (CAS) tutkimusryhmä, joka perustuu monikiteiseen gallium-rikkaaseen galliumoksidimateriaaliin (PGR-GAOX), ehdotti ensimmäistä kertaa uutta suunnittelustrategiaa korkean herkkyyden ja korkean vasteen nopeuden korkeallefotodetektoriYhdistettyjen rajapinnan avulla pyroelektriset ja valojohtavuusvaikutukset, ja asiaankuuluva tutkimus julkaistiin edistyneissä materiaaleissa. Korkea energiafotoelektriset ilmaisimet(Syvälle ultraviolettille (DUV) röntgenkaistaille) ovat kriittisiä monilla aloilla, mukaan lukien kansallinen turvallisuus, lääketiede ja teollisuustiede.

Nykyisillä puolijohdemateriaaleilla, kuten SI ja α-se, on kuitenkin ongelmia suurista vuotovirrasta ja alhaisesta röntgen-absorptiokertoimesta, mikä on vaikea vastata korkean suorituskyvyn havaitsemisen tarpeisiin. Sitä vastoin laajakaistainen aukko (WBG) puolijohdegalliumoksidimateriaalit osoittavat suuren potentiaalin korkean energian fotoelektriseen havaitsemiseen. Materiaalin puolella olevan väistämättömän syvän tason ansaan ja laitteen rakenteen tehokkaan suunnittelun puuttumisen vuoksi on haastavaa toteuttaa korkea herkkyys ja korkean vasteen nopeuden korkean energian fotonin ilmaisimet laajakaistaisten aukkojen puolijohteiden perusteella. Näiden haasteiden ratkaisemiseksi Kiinan tutkimusryhmä on suunnitellut ensimmäistä kertaa pyroelektrisen valojohtavan diodin (PPD). Kytkentämällä rajapinnan pyroelektrinen vaikutus valonjohteellisuusvaikutukseen, havaitsemis suorituskyky paranee merkittävästi. PPD osoitti suurta herkkyyttä sekä DUV: lle että röntgensäteille, vasteprosentit jopa 104A/paino- ja 105 μC × Gyair-1/CM2: een, yli 100 kertaa korkeampi kuin aikaisemmat samanlaisista materiaaleista valmistetut ilmaisimet. Lisäksi PGR-Gaox-ehtymisalueen polaarisymmetrian aiheuttama rajapinta pyroelektrinen vaikutus voi lisätä ilmaisimen vasteenopeutta 105 kertaa 0,1 ms: iin. Tavanomaisiin fotodiodeihin verrattuna itsemäärä-moodin PPD: t tuottavat suurempia hyötyjä pyroelektrisistä kentistä valon kytkemisen aikana.

Lisäksi PPD voi toimia bias-tilassa, jossa vahvistus riippuu suuresti esijännitteestä ja erittäin korkea vahvistuksen saavuttaminen lisäämällä esijännitettä. PPD: llä on suuri sovelluspotentiaali vähäisessä energiankulutuksessa ja korkean herkkyyden kuvantamisen parantamisjärjestelmissä. Tämä työ ei vain todista, että Gaox on lupaavakorkean energian valodetektoriMateriaali, mutta tarjoaa myös uuden strategian korkean suorituskyvyn korkean energian valonsuojelujen toteuttamiseksi.