Өндөр хүчин чадалтай өөрөө жолоодлоготойхэт улаан туяаны гэрэл мэдрэгч
хэт улаан туяаныфото илрүүлэгчХөндлөнгийн эсрэг хүчтэй, зорилтот таних чадвар, цаг агаарын бүх нөхцөлд ажиллах, далдлах чадвар сайтай. Энэ нь анагаах ухаан, цэрэг арми, сансрын технологи, байгаль орчны инженерчлэл зэрэг салбарт улам чухал үүрэг гүйцэтгэж байна. Тэдний дунд өөрийгөө жолооддогфотоэлектрик илрүүлэхГадны нэмэлт тэжээлийн эх үүсвэргүйгээр бие даан ажиллах боломжтой чип нь өвөрмөц үзүүлэлтээрээ (эрчим хүчний бие даасан байдал, өндөр мэдрэмж, тогтвортой байдал гэх мэт) хэт улаан туяаны илрүүлэлтийн салбарт олны анхаарлыг татсан. Үүний эсрэгээр, цахиурт суурилсан эсвэл нарийн зурвас бүхий хагас дамжуулагч дээр суурилсан хэт улаан туяаны чип гэх мэт уламжлалт фотоэлектрик илрүүлэх чипүүд нь фото гүйдэл үүсгэхийн тулд гэрэл үүсгэсэн зөөвөрлөгчийг салгахад нэмэлт хэвийсэн хүчдэл шаарддаг төдийгүй дулааны дуу чимээг багасгах, хариу үйлдэл үзүүлэх чадварыг сайжруулах нэмэлт хөргөлтийн систем шаарддаг. Иймээс хэт улаан туяаны илрүүлэгч чипүүдийн дараагийн үеийн цахилгаан эрчим хүч бага зарцуулдаг, жижиг хэмжээтэй, хямд өртөгтэй, өндөр хүчин чадалтай гэх мэт шинэ үзэл баримтлал, шаардлагыг ирээдүйд хангахад хүндрэлтэй болсон.
Саяхан Хятад, Шведийн судалгааны багууд графен нано тууз (GNR) хальс / хөнгөн цагааны исэл / нэг талст цахиур дээр суурилсан богино долгионы хэт улаан туяаны (SWIR) фотоэлектрик илрүүлэх чипийг шинээр санал болгожээ. Нэг төрлийн бус интерфэйс болон суурилуулсан цахилгаан талбараас үүдэлтэй оптик хаалганы эффектийн хосолсон нөлөөн дор чип нь тэг хүчдэлийн үед хэт өндөр хариу үйлдэл үзүүлж, илрүүлэх гүйцэтгэлийг харуулсан. Фотоэлектрик илрүүлэх чип нь өөрөө удирдах горимд 75.3 А/Вт хүртэл хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай, 7.5 × 10¹⁴ Жонс илрүүлэх хурдтай, 104%-д ойртсон гадаад квантын үр ашигтайгаар ижил төрлийн цахиурт суурилсан чипүүдийн илрүүлэлтийн гүйцэтгэлийг 7 баллын дээд амжилтаар сайжруулдаг. Нэмж дурдахад, ердийн хөтчийн горимд чипийн хариу үйлдэл, илрүүлэх хурд, гадаад квант үр ашиг зэрэг нь 843 A/W, 10¹⁵ Жонс, 105% хүртэл өндөр байгаа нь одоогийн судалгаанд мэдээлэгдсэн хамгийн өндөр үзүүлэлт юм. Үүний зэрэгцээ, энэхүү судалгаа нь фотоэлектрик илрүүлэх чипийг оптик харилцаа холбоо, хэт улаан туяаны дүрслэлийн салбарт бодит хэрэглээнд харуулж, түүний хэрэглээний асар их боломжийг харуулсан.
Графен нано тууз /Al₂O₃/ дан болор цахиур дээр суурилсан фотодетекторын фотоэлектрик гүйцэтгэлийг системтэйгээр судлахын тулд судлаачид түүний статик (гүйдлийн хүчдэлийн муруй) болон динамик шинж чанарын хариу урвалыг (одоо цагийн муруй) туршсан. Графен нано тууз /Al₂O₃/ монокристалл цахиурын гетероструктурын фотодетекторын оптик хариу урвалын шинж чанарыг янз бүрийн хэвийсэн хүчдэлийн дор системтэйгээр үнэлэхийн тулд судлаачид төхөөрөмжийн динамик гүйдлийн хариу урвалыг 0 В, -1 В, -3 В, -5 В хэвийсэн, оптик чадлын нягтрал μВт/см²-тэй хэмжсэн. Фото гүйдэл нь урвуу хазайлтаар нэмэгдэж, бүх хэвийсэн хүчдэлд хурдан хариу өгөх хурдыг харуулдаг.
Эцэст нь судлаачид дүрслэлийн системийг зохион бүтээж, богино долгионы хэт улаан туяаны бие даасан дүрслэлийг амжилттай хийж чадсан. Систем нь 0 хэвийсэн горимд ажилладаг бөгөөд эрчим хүчний хэрэглээ огт байхгүй. Фотодетекторын дүрслэх чадварыг "T" үсэг бүхий хар маск ашиглан үнэлэв (Зураг 1-д үзүүлсэн шиг).
Дүгнэж хэлэхэд, энэхүү судалгаа нь графен нано туузан дээр суурилсан өөрөө ажилладаг фото илрүүлэгчийг амжилттай бүтээж, дээд амжилт тогтоосон өндөр хариу үйлдэл үзүүлсэн. Үүний зэрэгцээ судлаачид оптик харилцаа холбоо, дүрслэх чадварыг амжилттай харуулсан.өндөр мэдрэмжтэй фотодетектор. Энэхүү судалгааны ололт нь графен нано тууз болон цахиурт суурилсан оптоэлектроник төхөөрөмжийг хөгжүүлэх практик арга барилаар хангаад зогсохгүй, өөрөө ажилладаг богино долгионы хэт улаан туяаны фото илрүүлэгчийн хувьд маш сайн гүйцэтгэлийг харуулж байна.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 4-р сарын 28