Bagong mataas na sensitivity photodetector

BagoMataas na sensitivity photodetector

Kamakailan lamang, isang pangkat ng pananaliksik sa Chinese Academy of Sciences (CAS) batay sa polycrystalline gallium-rich gallium oxide materials (PGR-GAOX) na iminungkahi sa kauna-unahang pagkakataon ng isang bagong diskarte sa disenyo para sa mataas na pagiging sensitibo at mataas na bilis ng pagtugonPhotodetectorsa pamamagitan ng kaakibat na interface pyroelectric at photoconductivity effects, at ang nauugnay na pananaliksik ay nai -publish sa mga advanced na materyales. Mataas na enerhiyaMga Detektor ng Photoelectric(Para sa malalim na ultraviolet (DUV) sa mga X-ray band) ay kritikal sa iba't ibang larangan, kabilang ang pambansang seguridad, gamot, at agham na pang-industriya.

Gayunpaman, ang kasalukuyang mga materyales na semiconductor tulad ng SI at α-SE ay may mga problema ng malaking pagtagas kasalukuyang at mababang koepisyent ng pagsipsip ng X-ray, na mahirap matugunan ang mga pangangailangan ng pagtuklas ng mataas na pagganap. Sa kaibahan, ang Wide-Band Gap (WBG) semiconductor gallium oxide na materyales ay nagpapakita ng mahusay na potensyal para sa high-energy photoelectric detection. Gayunpaman, dahil sa hindi maiiwasang malalim na antas ng bitag sa materyal na bahagi at ang kakulangan ng epektibong disenyo sa istraktura ng aparato, mahirap na mapagtanto ang mataas na pagiging sensitibo at mataas na bilis ng pagtugon ng mga detektor ng photon ng enerhiya batay sa mga malawak na band gap semiconductors. Upang matugunan ang mga hamong ito, ang isang pangkat ng pananaliksik sa China ay nagdisenyo ng isang pyroelectric photoconductive diode (PPD) batay sa PGR-Gaox sa unang pagkakataon. Sa pamamagitan ng pagkabit ng interface na pyroelectric na epekto na may epekto ng photoconductivity, ang pagganap ng pagtuklas ay makabuluhang napabuti. Ang PPD ay nagpakita ng mataas na sensitivity sa parehong DUV at X-ray, na may mga rate ng pagtugon hanggang sa 104A/W at 105μC × GYAIR-1/CM2, ayon sa pagkakabanggit, higit sa 100 beses na mas mataas kaysa sa mga nakaraang detektor na gawa sa mga katulad na materyales. Bilang karagdagan, ang interface na pyroelectric na epekto na dulot ng polar symmetry ng rehiyon ng pag-ubos ng PGR-GAOX ay maaaring dagdagan ang bilis ng tugon ng detektor ng 105 beses sa 0.1ms. Kung ikukumpara sa maginoo na mga photodiode, ang mode na pinapagana ng sarili na mga PPD ay gumagawa ng mas mataas na mga natamo dahil sa mga patlang na pyroelectric sa panahon ng paglipat ng ilaw.

Bilang karagdagan, ang PPD ay maaaring gumana sa mode ng bias, kung saan ang pakinabang ay lubos na nakasalalay sa boltahe ng bias, at ang ultra-mataas na pakinabang ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagtaas ng boltahe ng bias. Ang PPD ay may mahusay na potensyal ng aplikasyon sa mababang pagkonsumo ng enerhiya at mataas na mga sistema ng pagpapahusay ng sensitivity imaging. Ang gawaing ito ay hindi lamang nagpapatunay na ang Gaox ay isang pangakoMataas na enerhiya photodetectorAng materyal, ngunit nagbibigay din ng isang bagong diskarte para sa pagsasakatuparan ng mataas na pagganap ng high energy photodetectors.