Бага хэмжээст нуранги фото илрүүлэгчийн шинэ судалгаа
Цөөн фотон эсвэл бүр нэг фотоны технологийг өндөр мэдрэмжтэй илрүүлэх нь бага гэрлийн дүрслэл, зайнаас тандан судлах, телеметр, түүнчлэн квант харилцаа холбоо зэрэг салбарт хэрэглэгдэх чухал боломжуудыг агуулна. Тэдгээрийн дотроос нуранги фотодетектор (APD) нь жижиг хэмжээтэй, өндөр үр ашигтай, хялбар интеграцчилалдгаараа оптоэлектроник төхөөрөмжийн судалгааны салбарт чухал чиглэл болсон. Дохио ба дуу чимээний харьцаа (SNR) нь APD Photodetector-ийн чухал үзүүлэлт бөгөөд өндөр ашиг, бага харанхуй гүйдэл шаарддаг. Хоёр хэмжээст (2D) материалын ван дер Ваалсын гетерогцолтын судалгаа нь өндөр хүчин чадалтай APD-ийг хөгжүүлэх өргөн хэтийн төлөвийг харуулж байна. Хятадын судлаачид хоёр туйлт хоёр хэмжээст хагас дамжуулагч WSe₂ материалыг гэрэл мэдрэмтгий материалаар сонгож, Pt/WSe₂/Ni бүтцийг сайтар бэлтгэсэн.APD фото илрүүлэгчУламжлалт APD-ийн төрөлхийн дуу чимээний асуудлыг шийдэх хамгийн сайн тохирох ажлын функцтэй.
Судлаачид санал болговнуранги фото илрүүлэгчPt/WSe₂/Ni бүтцэд суурилан, өрөөний температурт fW түвшинд хэт сул гэрлийн дохиог өндөр мэдрэмжтэй илрүүлдэг. Тэд маш сайн цахилгаан шинж чанартай WSe₂ хоёр хэмжээст хагас дамжуулагч материалыг сонгож, Pt болон Ni электродын материалуудтай хослуулан шинэ төрлийн нуранги фото илрүүлэгчийг амжилттай бүтээжээ. Pt, WSe₂ болон Ni-ийн хооронд тохирох ажлын функцийг оновчтой болгосноор харанхуй зөөвөрлөгчийг үр дүнтэй хааж, фото үүсгэсэн зөөвөрлөгчдийг сонгон нэвтрүүлэх боломжийг олгодог тээврийн механизмыг зохион бүтээсэн. Энэхүү механизм нь зөөвөрлөгчийн цохилтын иончлолын улмаас үүссэн илүүдэл дуу чимээг эрс багасгаж, фотодетекторыг дуу чимээний маш бага түвшинд өндөр мэдрэмжтэй оптик дохио илрүүлэх боломжийг олгодог.
Энэхүү судалгаа нь материалын инженерчлэл, интерфейсийн оновчлолын гүйцэтгэлийг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг харуулж байнафотодетекторууд. Электродууд болон хоёр хэмжээст материалын овсгоотой загвараар харанхуй зөөвөрлөгчөөс хамгаалах нөлөөг бий болгож, дуу чимээний хөндлөнгийн оролцоог мэдэгдэхүйц бууруулж, илрүүлэх үр ашгийг улам бүр нэмэгдүүлсэн. Энэхүү детекторын гүйцэтгэл нь зөвхөн фотоэлектрик шинж чанараараа илэрхийлэгддэг төдийгүй өргөн хэрэглээний хэтийн төлөвтэй байдаг. Өрөөний температурт харанхуй гүйдлийг үр дүнтэй хааж, гэрэл үүсгэсэн зөөвөрлөгчийг үр ашигтай шингээх чадвартай энэхүү фотодетектор нь хүрээлэн буй орчны хяналт, одон орон судлалын ажиглалт, оптик холбоо зэрэг салбарт сул гэрлийн дохиог илрүүлэхэд тохиромжтой. Энэхүү судалгааны ололт нь бага хэмжээст материалын фото илрүүлэгчийг хөгжүүлэх шинэ санааг гаргаж өгөхөөс гадна өндөр хүчин чадалтай, бага чадлын оптоэлектроник төхөөрөмжүүдийн цаашдын судалгаа, хөгжилд шинэ лавлагаа болж байна.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 8-р сарын 27-ны хооронд