కొత్త హై సెన్సిటివిటీ ఫోటోడెటెక్టర్

కొత్త హై సెన్సిటివిటీ ఫోటోడెటెక్టర్

ఇటీవల, చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ (CAS)లోని పాలీక్రిస్టలైన్ గాలియం-రిచ్ గాలియం ఆక్సైడ్ మెటీరియల్స్ (PGR-GaOX) ఆధారంగా పరిశోధనా బృందం మొదటిసారిగా కపుల్డ్ ఇంటర్‌ఫేస్ పైరోఎలెక్ట్రిక్ ద్వారా అధిక సున్నితత్వం మరియు అధిక ప్రతిస్పందన వేగం అధిక ఫోటోడెటెక్టర్ కోసం కొత్త డిజైన్ వ్యూహాన్ని ప్రతిపాదించింది. మరియు ఫోటోకాండక్టివిటీ ఎఫెక్ట్స్, మరియు సంబంధిత పరిశోధన అడ్వాన్స్‌డ్ మెటీరియల్స్‌లో ప్రచురించబడింది. జాతీయ భద్రత, వైద్యం మరియు పారిశ్రామిక శాస్త్రంతో సహా వివిధ రంగాలలో హై-ఎనర్జీ ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ డిటెక్టర్లు (డీప్ అతినీలలోహిత (DUV) నుండి ఎక్స్-రే బ్యాండ్‌ల కోసం) కీలకం.

అయినప్పటికీ, Si మరియు α-Se వంటి ప్రస్తుత సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు పెద్ద లీకేజ్ కరెంట్ మరియు తక్కువ ఎక్స్-రే శోషణ గుణకం యొక్క సమస్యలను కలిగి ఉన్నాయి, ఇది అధిక-పనితీరు గుర్తింపు అవసరాలను తీర్చడం కష్టం. దీనికి విరుద్ధంగా, వైడ్-బ్యాండ్ గ్యాప్ (WBG) సెమీకండక్టర్ గాలియం ఆక్సైడ్ పదార్థాలు అధిక-శక్తి ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ గుర్తింపు కోసం గొప్ప సామర్థ్యాన్ని చూపుతాయి. అయినప్పటికీ, మెటీరియల్ వైపు అనివార్యమైన లోతైన స్థాయి ట్రాప్ మరియు పరికర నిర్మాణంపై సమర్థవంతమైన డిజైన్ లేకపోవడం వల్ల, వైడ్-బ్యాండ్ గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ల ఆధారంగా అధిక సున్నితత్వం మరియు అధిక ప్రతిస్పందన వేగం అధిక శక్తి ఫోటాన్ డిటెక్టర్‌లను గ్రహించడం సవాలుగా ఉంది. ఈ సవాళ్లను పరిష్కరించడానికి, చైనాలోని ఒక పరిశోధనా బృందం మొదటిసారిగా PGR-GaOX ఆధారంగా పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఫోటోకాండక్టివ్ డయోడ్ (PPD)ని రూపొందించింది. ఫోటోకాండక్టివిటీ ఎఫెక్ట్‌తో ఇంటర్‌ఫేస్ పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్‌ను కలపడం ద్వారా, గుర్తింపు పనితీరు గణనీయంగా మెరుగుపడుతుంది. PPD వరుసగా 104A/W మరియు 105μC×Gyair-1/cm2 వరకు ప్రతిస్పందన రేట్లతో DUV మరియు X-కిరణాలు రెండింటికీ అధిక సున్నితత్వాన్ని చూపించింది, సారూప్య పదార్థాలతో చేసిన మునుపటి డిటెక్టర్‌ల కంటే 100 రెట్లు ఎక్కువ. అదనంగా, PGR-GaOX క్షీణత ప్రాంతం యొక్క ధ్రువ సమరూపత వలన ఏర్పడే ఇంటర్‌ఫేస్ పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం డిటెక్టర్ యొక్క ప్రతిస్పందన వేగాన్ని 105 రెట్లు 0.1ms వరకు పెంచుతుంది. సాంప్రదాయిక ఫోటోడియోడ్‌లతో పోలిస్తే, స్వీయ-శక్తితో కూడిన మోడ్ PPDS కాంతి మారే సమయంలో పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌ల కారణంగా అధిక లాభాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

అదనంగా, PPD బయాస్ మోడ్‌లో పనిచేయగలదు, ఇక్కడ లాభం బయాస్ వోల్టేజ్‌పై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు బయాస్ వోల్టేజ్‌ను పెంచడం ద్వారా అల్ట్రా-హై గెయిన్‌ని సాధించవచ్చు. తక్కువ శక్తి వినియోగం మరియు అధిక సెన్సిటివిటీ ఇమేజింగ్ మెరుగుదల వ్యవస్థలలో PPD గొప్ప అప్లికేషన్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. ఈ పని GaOX ఒక ఆశాజనకమైన హై ఎనర్జీ ఫోటోడెటెక్టర్ మెటీరియల్ అని రుజువు చేయడమే కాకుండా, అధిక పనితీరు గల హై ఎనర్జీ ఫోటోడెటెక్టర్‌లను గ్రహించడానికి కొత్త వ్యూహాన్ని కూడా అందిస్తుంది.