Бага босго хэт улаан туяацасан нурангийн фотодетектор
Хэт улаан туяаны цасан нурангийн фотодетектор (APD фотодетектор) нь анги юмхагас дамжуулагч фотоэлектрик төхөөрөмжүүдмөргөлдөөний ионжуулалтын нөлөөгөөр өндөр ашиг үүсгэдэг бөгөөд ингэснээр цөөн фотон эсвэл бүр ганц фотоны илрүүлэх чадварыг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч уламжлалт APD фотодетекторын бүтцэд тэнцвэргүй тээвэрлэгчийн тархалтын процесс нь энергийн алдагдалд хүргэдэг бөгөөд ингэснээр нуранги босго хүчдэл нь ихэвчлэн 50-200 В хүрэх шаардлагатай болдог. Энэ нь төхөөрөмжийн хөтчийн хүчдэл болон уншилтын хэлхээний дизайнд илүү өндөр шаардлага тавьж, зардлыг нэмэгдүүлж, өргөн хүрээний хэрэглээг хязгаарладаг.
Саяхан Хятадын судалгаагаар нурангийн босго хүчдэл багатай, өндөр мэдрэмжтэй, хэт улаан туяаны ойролцоох нурангийн мэдрэгчийн шинэ бүтцийг санал болгосон. Атомын давхаргын өөрөө допинг хийх гомо холболт дээр үндэслэн нурангийн фотодетектор нь гетеро холболтод зайлшгүй шаардлагатай интерфэйсийн согогийн төлөвөөс үүдэлтэй хортой тархалтыг шийддэг. Үүний зэрэгцээ, орчуулгын тэгш хэмийн эвдрэлээс үүдэлтэй хүчтэй орон нутгийн "оргил" цахилгаан орон нь тээвэрлэгчдийн хоорондох кулон харилцан үйлчлэлийг сайжруулах, хавтгайгаас гадуурх фонон горим давамгайлсан тархалтыг дарах, тэнцвэргүй тээвэрлэгчдийн өндөр хоёр дахин үр ашгийг бий болгоход ашиглагддаг. Өрөөний температурт босго энерги нь онолын хязгаар Eg-тэй ойролцоо (Eg нь хагас дамжуулагчийн зурвасын зай) бөгөөд хэт улаан туяаны нурангийн мэдрэгчийн илрүүлэх мэдрэмж нь 10000 фотоны түвшин хүртэл байдаг.
Энэхүү судалгаа нь атомын давхаргын өөрөө хольцтой вольфрамын диселенид (WSe₂) гомо холболтыг (хоёр хэмжээст шилжилтийн металл халькогенид, TMD) цэнэг зөөгч нуранги үүсэх олшруулагч орчин болгон ашиглахад үндэслэсэн болно. Орон зайн шилжилтийн тэгш хэмийн эвдрэлийг мутант гомо холболтын интерфейс дээр хүчтэй орон нутгийн "орой" цахилгаан оронг өдөөх топографийн алхам мутацийг зохион бүтээснээр олж авдаг.
Үүнээс гадна, атомын зузаан нь фононы горимоор давамгайлсан тархалтын механизмыг дарангуйлж, тэнцвэргүй тээвэрлэгчийн хурдатгал ба үржүүлгийн процессыг маш бага алдагдалтайгаар хэрэгжүүлж чадна. Энэ нь өрөөний температурт нурангийн босго энергийг онолын хязгаарт ойртуулдаг, тухайлбал хагас дамжуулагч материалын зурвасын зай Жишээ нь. Нурангийн босго хүчдэлийг 50 В-оос 1.6 В болгон бууруулсан нь судлаачдад нуранги жолоодохын тулд боловсорсон нам хүчдэлийн дижитал хэлхээг ашиглах боломжийг олгосон.фотодетектормөн хөтлөгч диод болон транзисторууд. Энэхүү судалгаа нь бага босго нуранги үржүүлэх эффектийг зохион бүтээх замаар тэнцвэргүй тээвэрлэгч энергийг үр ашигтай хувиргах, ашиглах боломжийг олгож байгаа бөгөөд энэ нь дараагийн үеийн өндөр мэдрэмжтэй, бага босго болон өндөр ашиг бүхий нуранги хэт улаан туяаны илрүүлэх технологийг хөгжүүлэх шинэ хэтийн төлөвийг бий болгож байна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 4-р сарын 16