Uus uuring madala mõõtmega laviini fotodetektori kohta
Väheste footonite või isegi ühe footoni tehnoloogiate ülitundlikul tuvastamisel on märkimisväärsed rakendusvõimalused sellistes valdkondades nagu hämaras pildistamine, kaugseire ja telemeetria, aga ka kvantkommunikatsioon. Nende hulgas on laviinifotodetektorid (APD) oma väikese suuruse, suure efektiivsuse ja lihtsa integreerimise tõttu muutunud oluliseks suunaks optoelektrooniliste seadmete uurimisel. Signaali-müra suhe (SNR) on APD fotodetektori oluline näitaja, mis nõuab suurt võimendust ja väikest tumevoolu. Kahemõõtmelise (2D) materjali van der Waalsi heterosiirde uuringud näitavad laialdasi väljavaateid suure jõudlusega APD-de arendamisel. Hiina teadlased valisid valgustundlikuks materjaliks bipolaarse kahemõõtmelise pooljuhtmaterjali WSe₂ ja valmistasid hoolikalt ette Pt/WSe₂/Ni struktuuri.APD fotodetektorparima sobiva tööfunktsiooniga, et lahendada traditsioonilise APD loomupärase võimendusmüra probleem.
Teadlased on pakkunud väljalaviini fotodetektorPt/WSe₂/Ni struktuuril põhinev meetod saavutas toatemperatuuril äärmiselt nõrkade valgussignaalide ülitundliku tuvastamise fW tasemel. Nad valisid kahemõõtmelise pooljuhtmaterjali WSe₂, millel on suurepärased elektrilised omadused, ja kombineerisid selle Pt ja Ni elektroodimaterjalidega, et edukalt välja töötada uut tüüpi laviinifotodetektor. Pt, WSe₂ ja Ni vahelise tööfunktsiooni vastavuse täpse optimeerimise abil konstrueeriti transpordimehhanism, mis suudab tõhusalt blokeerida tumedaid laengukandjaid, võimaldades samal ajal valikuliselt fotogenereeritud laengukandjatel läbi pääseda. See mehhanism vähendab oluliselt laengukandjate löökionisatsioonist tingitud liigset müra, võimaldades fotodetektoril saavutada ülitundliku optilise signaali tuvastamise äärmiselt madala müratasemega.
See uuring näitab materjalitehnoloogia ja liideste optimeerimise olulist rolli jõudluse parandamisel.fotodetektoridElektroodide ja kahemõõtmeliste materjalide nutika disaini abil saavutati tumelaengukandjate varjestusefekt, mis vähendas oluliselt mürainterferentsi ja parandas veelgi detekteerimise efektiivsust. Selle detektori jõudlus ei kajastu mitte ainult selle fotoelektrilistes omadustes, vaid sellel on ka laialdased rakendusvõimalused. Tänu efektiivsele tumevoolu blokeerimisele toatemperatuuril ja fotogenereeritud laengukandjate tõhusale neeldumisele sobib see fotodetektor eriti hästi nõrkade valgussignaalide tuvastamiseks sellistes valdkondades nagu keskkonnaseire, astronoomiline vaatlus ja optiline side. See teadussaavutus pakub mitte ainult uusi ideid madalamõõtmeliste materjalide fotodetektorite arendamiseks, vaid pakub ka uusi viiteid edasiseks suure jõudlusega ja väikese energiatarbega optoelektrooniliste seadmete uurimiseks ja arendamiseks.
Postituse aeg: 27. august 2025