Ga-išẹ ara-ìṣóinfurarẹẹdi photodetector
infurarẹẹdifotodetectorni awọn abuda kan ti agbara egboogi-kikọlu ti o lagbara, agbara idanimọ ibi-afẹde ti o lagbara, iṣẹ oju-ọjọ gbogbo ati fifipamọ to dara. O n ṣe ipa pataki ti o pọ si ni awọn aaye bii oogun, ologun, imọ-ẹrọ aaye ati imọ-ẹrọ ayika. Lara wọn, awọn ara-ìṣóphotoelectric erinChirún ti o le ṣiṣẹ ni ominira laisi ipese agbara afikun ita ti fa ifojusi lọpọlọpọ ni aaye wiwa infurarẹẹdi nitori iṣẹ alailẹgbẹ rẹ (gẹgẹbi ominira agbara, ifamọ giga ati iduroṣinṣin, ati bẹbẹ lọ). Ni ifiwera, awọn eerun wiwa fọtoelectric ibile, gẹgẹbi orisun silikoni tabi awọn eerun infurarẹẹdi ti o da lori narrowbandgap semikondokito, kii ṣe nikan nilo awọn foliteji aiṣedeede lati wakọ ipinya ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ fọtoyiya lati ṣe agbejade awọn fọto, ṣugbọn tun nilo awọn eto itutu agbaiye afikun lati dinku ariwo igbona ati ilọsiwaju idahun. Nitorinaa, o ti nira lati pade awọn imọran tuntun ati awọn ibeere ti iran atẹle ti awọn eerun wiwa infurarẹẹdi ni ọjọ iwaju, bii agbara kekere, iwọn kekere, idiyele kekere ati iṣẹ giga.
Laipẹ, awọn ẹgbẹ iwadii lati Ilu China ati Sweden ti dabaa aramada pin heterojunction ara-ẹni-iwakọ kukuru-igbi infurarẹẹdi (SWIR) chirún wiwa fọto eletiriki ti o da lori awọn fiimu graphene nanoribbon (GNR) / alumina/ silikoni okuta mọto kan. Labẹ ipa apapọ ti ipa gating opitika ti nfa nipasẹ wiwo oriṣiriṣi ati aaye ina mọnamọna ti a ṣe sinu, chirún ṣe afihan esi giga-giga ati iṣẹ wiwa ni foliteji abosi odo. Chirún wiwa fọtoelectric ni oṣuwọn esi ti o ga bi 75.3 A/W ni ipo idari ti ara ẹni, iwọn wiwa ti 7.5 × 10¹⁴ Jones, ati ṣiṣe kuatomu itagbangba ti o sunmọ 104%, imudara iṣẹ wiwa ti iru iru awọn eerun orisun silikoni nipasẹ igbasilẹ awọn aṣẹ 7 ti titobi. Ni afikun, labẹ ipo awakọ aṣa, oṣuwọn esi ti chirún, oṣuwọn wiwa, ati ṣiṣe kuatomu ita gbogbo rẹ ga bi 843 A/W, 10¹⁵ Jones, ati 105% ni atele, gbogbo eyiti o jẹ awọn iye ti o ga julọ ti a royin ninu iwadii lọwọlọwọ. Nibayi, iwadii yii tun ṣe afihan ohun elo gidi-aye ti chirún wiwa fọtoelectric ni awọn aaye ti ibaraẹnisọrọ opiti ati aworan infurarẹẹdi, ti n ṣe afihan agbara ohun elo nla rẹ.
Lati le ṣe iwadi ni eleto iṣẹ fọtoelectric ti olutọpa ti o da lori graphene nanoribbons /Al₂O₃/ silikoni okuta kan, awọn oniwadi ṣe idanwo aimi rẹ (itẹ-foliteji lọwọlọwọ) ati awọn idahun abuda ti o ni agbara (itẹ-akoko lọwọlọwọ). Lati ṣe iṣiro awọn abuda idahun opiti ti graphene nanoribbon / Al₂O₃/ monocrystalline silikoni heterostructure photodetector labẹ oriṣiriṣi awọn foliteji aiṣedeede, awọn oniwadi ṣe iwọn esi lọwọlọwọ agbara ti ẹrọ naa ni 0 V, -1 V, -3 V ati -5 V aiṣedeede, pẹlu iwuwo agbara opitika ti 8.μW²². Ilọsiwaju fọto lọwọlọwọ pẹlu irẹjẹ yiyipada ati ṣafihan iyara esi iyara ni gbogbo awọn foliteji abosi.
Nikẹhin, awọn oniwadi ṣe eto eto aworan kan ati pe o ṣaṣeyọri aworan ti ara ẹni ti infurarẹẹdi igbi kukuru. Eto naa nṣiṣẹ labẹ aiṣedeede odo ati pe ko ni agbara agbara rara. Agbara aworan ti fotodetector ni a ṣe ayẹwo nipa lilo iboju dudu pẹlu apẹrẹ lẹta “T” (gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 1).
Ni ipari, iwadii yii ṣaṣeyọri iṣelọpọ awọn olutọpa ti ara ẹni ti o da lori awọn nanoribbons graphene ati pe o ṣaṣeyọri igbasilẹ-kikan oṣuwọn esi giga. Nibayi, awọn oluwadi ni ifijišẹ ṣe afihan ibaraẹnisọrọ opiti ati awọn agbara aworan ti eyiphotodetector ti o dahun gaan. Aṣeyọri iwadii yii kii ṣe pese ọna ti o wulo nikan fun idagbasoke awọn nanoribbons graphene ati awọn ohun elo optoelectronic ti o da lori silikoni, ṣugbọn tun ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe ti o dara julọ bi awọn olutọpa infurarẹẹdi kukuru-igbi kukuru ti ara ẹni.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹrin Ọjọ 28-2025