Ny fotodetektor med høy følsomhet

NyFotodetektor med høy følsomhet

Nylig foreslo et forskerteam ved Chinese Academy of Sciences (CAS) basert på polykrystallinsk galliumrike galliumoksydmaterialer (PGR-GAOX) for første gang en ny designstrategi for høy følsomhet og høy responshastighet høyfotodetektorGjennom koblet grensesnitt pyroelektriske og fotokonduktivitetseffekter, og relevant forskning ble publisert i avanserte materialer. HøyenergiFotoelektriske detektorer(For Deep Ultraviolet (DUV) til røntgenband) er kritiske på en rekke felt, inkludert nasjonal sikkerhet, medisin og industriell vitenskap.

Imidlertid har de nåværende halvledermaterialene som Si og α-SE problemene med stor lekkasjestrøm og lav røntgenabsorpsjonskoeffisient, noe som er vanskelig å imøtekomme behovene for høy ytelse. I kontrast viser bredbåndsgap (WBG) halvledergalliumoksydmaterialer stort potensial for fotoelektrisk deteksjon med høyt energi. På grunn av den uunngåelige dypnivåfellen på materialsiden og mangelen på effektiv design på enhetsstrukturen, er det imidlertid utfordrende å realisere høy følsomhet og høye responshastighetshastighets-fotondetektorer basert på vidbåndsgap halvledere. For å møte disse utfordringene har et forskerteam i Kina designet en pyroelektrisk fotoledende diode (PPD) basert på PGR-GAOX for første gang. Ved å koble grensesnittet pyroelektrisk effekt med fotokonduktivitetseffekten, forbedres deteksjonsytelsen betydelig. PPD viste høy følsomhet for både DUV og røntgenstråler, med svarhastigheter opp til 104A/W og 105μC × Gyair-1/cm2, henholdsvis mer enn 100 ganger høyere enn tidligere detektorer laget av lignende materialer. I tillegg kan grensesnittet pyroelektrisk effekt forårsaket av polarsymmetrien til PGR-GAOX-uttømmingsområdet øke responshastigheten til detektoren med 105 ganger til 0,1 ms. Sammenlignet med konvensjonelle fotodioder, produserer selvdrevne modus PPD-er høyere gevinster på grunn av pyroelektriske felt under lysbryter.

I tillegg kan PPD operere i skjevhetsmodus, der forsterkningen er svært avhengig av skjevspenningen, og ultrahøy forsterkning kan oppnås ved å øke skjevet spenning. PPD har stort anvendelsespotensial i lavt energiforbruk og forbedringssystemer med høy følsomhet. Dette arbeidet beviser ikke bare at Gaox er en lovendeFotodetektor med høy energiMateriale, men gir også en ny strategi for å realisere høye ytelser med høy energi.