Nyfotodetektor med hög känslighet
Nyligen föreslog ett forskarteam vid Chinese Academy of Sciences (CAS) baserat på polykristallina galliumrika galliumoxidmaterial (PGR-GAOX) för första gången en ny designstrategi för hög känslighet och hög responshastighet högfotodetektorgenom kopplade gränssnitt pyroelektriska och fotokonduktivitetseffekter, och relevant forskning publicerades i avancerade material. Högenergifotoelektriska detektorer(För djup ultraviolett (DUV) till röntgenband) är kritiska inom olika områden, inklusive nationell säkerhet, medicin och industripetenskap.
De nuvarande halvledarmaterialen såsom SI och a-SE har emellertid problemen med stor läckström och låg röntgenabsorptionskoefficient, vilket är svårt att tillgodose behoven för högpresterande upptäckt. Däremot visar bredbandsgap (WBG) halvledargalliumoxidmaterial stor potential för högenergi fotoelektrisk detektion. På grund av den oundvikliga djupa nivån på den materiella sidan och bristen på effektiv design på enhetsstrukturen är det emellertid utmanande att förverkliga högkänslighet och högvarhastighet med hög energifotondetektorer baserat på vidband gap-halvledare. För att hantera dessa utmaningar har ett forskargrupp i Kina utformat en pyroelektrisk fotokonduktiv diod (PPD) baserad på PGR-Gaox för första gången. Genom att koppla gränssnittets pyroelektriska effekt med fotokonduktivitetseffekten förbättras detekteringsprestanda avsevärt. PPD visade hög känslighet för både DUV och röntgenstrålar, med svarsfrekvens upp till 104A/W och 105μC × GYAIR-1/CM2, respektive mer än 100 gånger högre än tidigare detektorer gjorda av liknande material. Dessutom kan gränssnittets pyroelektriska effekt orsakad av den polära symmetrin i PGR-Gaox-utarmningsregionen öka detektorns svarhastighet med 105 gånger till 0,1 ms. Jämfört med konventionella fotodioder producerar självdrivna läge PPD-lägen högre vinster på grund av pyroelektriska fält under ljusväxling.
Dessutom kan PPD fungera i förspänningsläge, där förstärkningen är mycket beroende av förspänningsspänningen, och ultrahög förstärkning kan uppnås genom att öka förspänningsspänningen. PPD har en stor tillämpningspotential inom låg energiförbrukning och förbättringssystem med hög känslighet. Detta arbete bevisar inte bara att Gaox är lovandefotodetektor med hög energiMaterial, men tillhandahåller också en ny strategi för att förverkliga högpresterande fotodetektorer med hög energi.
Posttid: september-10-2024