Novévysoko citlivý fotodetektor
Výskumný tím Čínskej akadémie vied (CAS) nedávno po prvýkrát navrhol novú konštrukčnú stratégiu pre vysokú citlivosť a vysokú rýchlosť odozvy, ktorá je založená na polykryštalických materiáloch z oxidu gália bohatého na gálium.fotodetektorprostredníctvom prepojených pyroelektrických a fotovodivých efektov na rozhraní a príslušný výskum bol publikovaný v časopise Advanced Materials. Vysokoenergetickéfotoelektrické detektory(pre pásma hlbokého ultrafialového (DUV) až röntgenového žiarenia) sú kritické v rôznych oblastiach vrátane národnej bezpečnosti, medicíny a priemyselnej vedy.
Súčasné polovodičové materiály, ako sú Si a α-Se, však majú problémy s veľkým zvodovým prúdom a nízkym koeficientom absorpcie röntgenového žiarenia, čo je ťažké splniť potreby vysokovýkonnej detekcie. Naproti tomu polovodičové materiály na báze oxidu gália so širokopásmovou medzerou (WBG) vykazujú veľký potenciál pre vysokoenergetickú fotoelektrickú detekciu. Avšak kvôli nevyhnutnej hlbokej pasci na strane materiálu a nedostatku efektívneho dizajnu štruktúry zariadenia je náročné realizovať vysoko citlivé a rýchlo odozvy vysokoenergetické fotónové detektory založené na polovodičoch so širokopásmovou medzerou. Na riešenie týchto výziev výskumný tím v Číne po prvýkrát navrhol pyroelektrickú fotovodivú diódu (PPD) založenú na PGR-GaOX. Spojením pyroelektrického efektu na rozhraní s efektom fotovodivosti sa výkon detekcie výrazne zlepšil. PPD vykazovala vysokú citlivosť na DUV aj röntgenové žiarenie s rýchlosťou odozvy až 104A/W a 105μC×Gyair-1/cm2, čo je viac ako 100-krát vyššia hodnota ako u predchádzajúcich detektorov vyrobených z podobných materiálov. Okrem toho, pyroelektrický efekt na rozhraní spôsobený polárnou symetriou oblasti ochudobnenia PGR-GaOX môže zvýšiť rýchlosť odozvy detektora 105-krát na 0,1 ms. V porovnaní s konvenčnými fotodiódami produkujú PPDS s vlastným napájaním vyššie zosilnenie vďaka pyroelektrickým poliam počas prepínania svetla.
Okrem toho môže PPD pracovať v režime predpätia, kde je zisk vysoko závislý od predpätia, a ultravysoký zisk je možné dosiahnuť zvýšením predpätia. PPD má veľký aplikačný potenciál v systémoch s nízkou spotrebou energie a vysokou citlivosťou na zlepšenie zobrazovania. Táto práca nielen dokazuje, že GaOX je sľubný...vysokoenergetický fotodetektormateriál, ale zároveň poskytuje novú stratégiu pre realizáciu vysokovýkonných fotodetektorov s vysokou energiou.
Čas uverejnenia: 10. septembra 2024