Iwakọ ara ẹni ti o ni agbara gigaolùwádìí fọ́tò infurarẹẹdi
infraredolùwádìí fọ́tòÓ ní àwọn ànímọ́ bí agbára ìdènà ìdènà, agbára ìdámọ̀ ibi-afẹ́de tó lágbára, iṣẹ́ gbogbo ojú ọjọ́ àti ìpamọ́ tó dára. Ó ń kó ipa pàtàkì síi ní àwọn ẹ̀ka bí iṣẹ́ ìṣègùn, ológun, ìmọ̀-ẹ̀rọ òfuurufú àti ìmọ̀-ẹ̀rọ àyíká. Lára wọn ni agbára ìdarí ara-ẹni.wiwa fọtoelectricẸ̀rọ ìdènà tí ó lè ṣiṣẹ́ láìsí ìpèsè agbára àfikún láti òde ti fa àfiyèsí púpọ̀ ní ẹ̀ka ìwádìí infrared nítorí iṣẹ́ àrà ọ̀tọ̀ rẹ̀ (bíi òmìnira agbára, ìfàmọ́ra gíga àti ìdúróṣinṣin, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ). Ní ìyàtọ̀ sí èyí, àwọn ẹ̀rọ ìwádìí photoelectric ìbílẹ̀, bí àwọn ẹ̀rọ ìdènà infrared oní-sílíkọ́nì tàbí àwọn ẹ̀rọ ìdènà infrared oní-síríńdà, kìí ṣe pé wọ́n nílò àwọn voltages afikún láti mú kí àwọn ẹ̀rọ ìdènà photogenerated pínyà láti ṣe àwọn photocurrents, ṣùgbọ́n wọ́n tún nílò àwọn ètò ìtútù afikún láti dín ariwo ooru kù àti láti mú ìdáhùnpadà sunwọ̀n síi. Nítorí náà, ó ti di ohun tí ó ṣòro láti bá àwọn èrò tuntun àti àwọn ohun tí a béèrè fún ìran tuntun ti àwọn ẹ̀rọ ìdènà infrared tí ń bọ̀ ní ọjọ́ iwájú mu, bíi agbára díẹ̀, ìwọ̀n kékeré, owó díẹ̀ àti iṣẹ́ gíga.
Láìpẹ́ yìí, àwọn ẹgbẹ́ ìwádìí láti orílẹ̀-èdè China àti Sweden ti dábàá ẹ̀rọ ìwádìí infrared onípele-ìgbìn tuntun tí a fi iná mànàmáná onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn onípele-ìgbìn (SWIR) tí ó dá lórí graphene nanoribbon (GNR) fíìmù/alumina/silicon kristali kan ṣoṣo. Lábẹ́ àkópọ̀ ipa ìtajà optical gate effect tí ó jẹ́yọ láti inú interface heterogeneous àti field infrared tí a kọ́ sínú rẹ̀, ẹ̀rọ náà fi ìdáhùn àti iṣẹ́ ìwádìí tí ó ga jùlọ hàn ní voltage òdo. Ẹ̀rọ ìwádìí photoelectric ní ìwọ̀n ìdáhùn A tó ga tó 75.3 A/W ní ipò ìwakọ̀ ara-ẹni, ìwọ̀n ìwádìí ti 7.5 × 10¹⁴ Jones, àti ìṣe quantum òde tó súnmọ́ 104%, èyí tí ó mú kí iṣẹ́ ìwádìí ti irú ẹ̀rọ silicon kan náà sunwọ̀n síi nípa lílo àwọn ìpele 7 tí a kọ sílẹ̀. Ní àfikún, lábẹ́ ipò ìwakọ̀ òde, ìwọ̀n ìdáhùn chip, ìwọ̀n ìwádìí, àti ìṣe quantum òde gbogbo wọn ga tó 843 A/W, 10¹⁵ Jones, àti 105% lẹ́sẹẹsẹ, gbogbo èyí tí ó jẹ́ àwọn iye tí ó ga jùlọ tí a ròyìn nínú ìwádìí lọ́wọ́lọ́wọ́. Nibayi, iwadi yii tun fihan lilo gidi ti chip wiwa fọtoelectric ni awọn aaye ti ibaraẹnisọrọ opitika ati aworan infrared, ti o ṣe afihan agbara lilo nla rẹ.
Láti lè ṣe àyẹ̀wò iṣẹ́ photoelectric ti photodetector tí a gbé ka orí graphene nanoribbons /Al₂O₃/ silikoni kristali kan ṣoṣo, àwọn olùwádìí dánwò static (current-voltage curve) àti dynamic characteristic responses (current-time curve) rẹ̀. Láti ṣe àyẹ̀wò àwọn ànímọ́ ìdáhùn optical ti graphene nanoribbon /Al₂O₃/ monocrystalline silicon heterostructure photodetector lábẹ́ onírúurú voltages bias, àwọn olùwádìí wọn ìdáhùn ìṣiṣẹ́ dynamic current ti ẹ̀rọ náà ní 0 V, -1 V, -3 V àti -5 V bias, pẹ̀lú ìwọ̀n agbára optical ti 8.15 μW/cm². Photocurrent náà ń pọ̀ sí i pẹ̀lú reverse bias ó sì ń fi iyara ìdáhùn kíákíá hàn ní gbogbo bias voltages.
Níkẹyìn, àwọn olùwádìí náà ṣe ètò àwòrán kan, wọ́n sì ṣe àṣeyọrí nínú àwòrán infurarẹẹdi onígbòòrò tí ó ń lo agbára ara rẹ̀. Ètò náà ń ṣiṣẹ́ láìsí ìdàrúdàpọ̀, kò sì ní agbára rárá. A ṣe àyẹ̀wò agbára àwòrán photodetector nípa lílo ìbòjú dúdú pẹ̀lú àpẹẹrẹ lẹ́tà “T” (gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 1).
Ní ìparí, ìwádìí yìí ṣe àwọn photodetectors tí wọ́n ń lo agbára ara wọn láti inú graphene nanoribbons, ó sì ṣe àṣeyọrí nínú ìwádìí tó ga jùlọ. Ní àkókò kan náà, àwọn olùwádìí náà ṣe àṣeyọrí nínú bíbánisọ̀rọ̀ àti àwòrán ṣe lè ṣe èyí.olùwádìí fọ́tò tí ó dáhùn gidigidiÀṣeyọrí ìwádìí yìí kìí ṣe pé ó ń pèsè ọ̀nà tó wúlò fún ìdàgbàsókè àwọn ohun èlò graphene nanoribbons àti àwọn ohun èlò optoelectronic tí a fi silicon ṣe nìkan ni, ṣùgbọ́n ó tún ń fi iṣẹ́ wọn hàn gẹ́gẹ́ bí àwọn photodetectors infrared short wave tí wọ́n ń lo ara wọn.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹrin-28-2025