Infurarẹẹdi ala-ilẹ kekereavalanche photodetector
Oluyẹwo fọtoyiya infurarẹẹdi avalanche (APD photodetector) jẹ kilasi tisemikondokito photoelectric awọn ẹrọti o gbe awọn ga ere nipasẹ ijamba ionization ipa, ki lati se aseyori awọn erin agbara ti diẹ photons tabi paapa nikan photons. Sibẹsibẹ, ni mora APD photodetector ẹya, awọn ti kii-iwontunwonsi ti ngbe tituka ilana nyorisi si agbara pipadanu, iru awọn ti awọn owusuwusu foliteji maa nilo lati de ọdọ 50-200 V. Eleyi fi ga wáà lori awọn ẹrọ ká drive foliteji ati readout Circuit design, npo owo ati diwọn anfani ohun elo.
Laipẹ, iwadii Ilu Kannada ti dabaa eto tuntun ti owusuwusu nitosi aṣawari infurarẹẹdi pẹlu foliteji ẹnu-ọna avalanche kekere ati ifamọ giga. Da lori ara-doping homojunction ti atomiki Layer, awọn avalanche photodetector yanju awọn ipalara tituka induced nipasẹ ni wiwo abawọn ipinle eyi ti o jẹ eyiti ko le yago fun ni heterojunction. Nibayi, aaye ina agbegbe ti o lagbara ti “tente oke” ti o fa nipasẹ itusilẹ ami-itumọ ni a lo lati jẹki ibaraenisepo coulomb laarin awọn gbigbe, dinku ipo phonon ti ọkọ ofurufu ti o jẹ gaba lori pipinka, ati ṣaṣeyọri ṣiṣe ilọpo meji giga ti awọn gbigbe ti kii ṣe iwọntunwọnsi. Ni iwọn otutu yara, agbara iloro sunmọ opin imọ-jinlẹ fun apẹẹrẹ (Fun apẹẹrẹ jẹ aafo ẹgbẹ ti semikondokito) ati ifamọra wiwa ti aṣawari avalanche infurarẹẹdi jẹ to 10000 ipele photon.
Iwadi yii da lori atom-Layer ara-doped tungsten diselenide (WSe₂) homojunction (metal transitional metal chalcogenide, TMD) gẹgẹbi alabọde ere fun awọn avalanches ti ngbe idiyele. Pipaṣẹ afọwọṣe onitumọ aye jẹ aṣeyọri nipasẹ ṣiṣe apẹrẹ iyipada igbesẹ topography lati fa ina “iwasoke” agbegbe ti o lagbara ni wiwo homojunction mutant.
Ni afikun, sisanra atomiki le dinku ẹrọ pipinka ti o jẹ gaba lori nipasẹ ipo phonon, ati ki o mọ isare ati ilana isodipupo ti gbigbe ti kii ṣe iwọntunwọnsi pẹlu pipadanu kekere pupọ. Eyi mu agbara ala-ilẹ owusuwusu wa ni iwọn otutu yara isunmọ si opin imọ-jinlẹ ie bandgap ohun elo semikondokito Fun apẹẹrẹ. Foliteji ala avalanche ti dinku lati 50 V si 1.6 V, gbigba awọn oniwadi laaye lati lo awọn iyika oni-nọmba kekere-foliteji ti o dagba lati wakọ eruku.fotodetectorbi daradara bi wakọ diodes ati transistors. Iwadi yii ṣe akiyesi iyipada ti o munadoko ati iṣamulo ti agbara gbigbe ti kii ṣe iwọntunwọnsi nipasẹ apẹrẹ ti ipa isodipupo ala-ilẹ kekere, eyiti o pese irisi tuntun fun idagbasoke iran ti nbọ ti ifarabalẹ ti o ga, ala-ilẹ kekere ati giga ere avalanche infurarẹẹdi wiwa imọ-ẹrọ.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹrin Ọjọ 16-2025