Бага хэмжээст цасан нурангийн фотодетекторын шинэ судалгаа

Бага хэмжээст цасан нурангийн фотодетекторын шинэ судалгаа

Цөөн фотон эсвэл бүр ганц фотон технологийн өндөр мэдрэмжтэй илрүүлэлт нь бага гэрлийн дүрслэл, алсын зайн тандан судлал, телеметр, түүнчлэн квант харилцаа холбоо зэрэг салбарт хэрэглээний томоохон хэтийн төлөвтэй байдаг. Тэдгээрийн дотроос цасан нурангийн фотодетекторууд (APD) нь жижиг хэмжээ, өндөр үр ашигтай, хялбар нэгтгэх чадвараараа оптоэлектроник төхөөрөмжийн судалгааны салбарт чухал чиглэл болсон. Дохио-шуугианы харьцаа (SNR) нь өндөр ашиг, бага харанхуй гүйдэл шаарддаг APD Фотодетекторын чухал үзүүлэлт юм. Ван дер Ваалсын хоёр хэмжээст (2D) материалын гетеро холболтын судалгаа нь өндөр гүйцэтгэлтэй APD-ийг хөгжүүлэх өргөн хүрээтэй хэтийн төлөвийг харуулж байна. Хятадын судлаачид гэрэл мэдрэмтгий материал болгон хоёр туйлт хоёр хэмжээст хагас дамжуулагч материал WSe₂-г сонгож, Pt/WSe₂/Ni бүтцийг сайтар бэлтгэсэн.APD ФотодетекторУламжлалт APD-ийн төрөлхийн олшруулах шуугианы асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд хамгийн сайн тохирох ажлын функцтэй.

Судлаачид санал болгосонцасан нурангийн фотодетекторPt/WSe₂/Ni бүтцэд үндэслэн өрөөний температурт fW түвшинд маш сул гэрлийн дохиог өндөр мэдрэмжтэйгээр илрүүлэх боломжтой болсон. Тэд маш сайн цахилгаан шинж чанартай хоёр хэмжээст хагас дамжуулагч WSe₂ материалыг сонгож, Pt болон Ni электродын материалуудтай хослуулан шинэ төрлийн нурангийн фотодетекторыг амжилттай боловсруулсан. Pt, WSe₂ болон Ni-ийн хоорондох ажлын функцийг нарийн оновчтой болгосноор гэрэл үүсгэсэн тээвэрлэгчдийг сонгон нэвтрүүлэхийн зэрэгцээ харанхуй тээвэрлэгчдийг үр дүнтэй хаах боломжтой тээврийн механизмыг зохион бүтээжээ. Энэхүү механизм нь тээвэрлэгчийн цохилтын ионжуулалтаас үүдэлтэй илүүдэл дуу чимээг мэдэгдэхүйц бууруулж, фотодетектор нь маш бага дуу чимээний түвшинд өндөр мэдрэмжтэй оптик дохиог илрүүлэх боломжийг олгодог.

Энэхүү судалгаа нь материалын инженерчлэл болон интерфэйсийн оновчлолын гүйцэтгэлийг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэж байгааг харуулж байна.фотодетекторуудЭлектрод болон хоёр хэмжээст материалын ухаалаг дизайны тусламжтайгаар харанхуй тээгчийг хамгаалах нөлөөг бий болгож, дуу чимээний хөндлөнгийн оролцоог эрс багасгаж, илрүүлэлтийн үр ашгийг улам сайжруулсан. Энэхүү илрүүлэгчийн гүйцэтгэл нь зөвхөн фотоэлектрик шинж чанарт нь тусгалаа олоод зогсохгүй өргөн хэрэглээний хэтийн төлөвтэй. Өрөөний температурт харанхуй гүйдлийг үр дүнтэй хааж, фото үүсгэсэн тээгчийг үр дүнтэй шингээдэг тул энэхүү фотодетектор нь хүрээлэн буй орчны хяналт, одон орны ажиглалт, оптик холбоо зэрэг салбарт сул гэрлийн дохиог илрүүлэхэд онцгой тохиромжтой. Энэхүү судалгааны ололт амжилт нь бага хэмжээст материалын фотодетекторыг хөгжүүлэх шинэ санаануудыг олгоод зогсохгүй өндөр хүчин чадалтай, бага чадлын оптоэлектроник төхөөрөмжийн ирээдүйн судалгаа, хөгжүүлэлтийн шинэ лавлагааг санал болгож байна.