కొత్త హై సెన్సిటివిటీ ఫోటోడిటెక్టర్

కొత్తదిఅధిక సున్నితత్వ ఫోటోడిటెక్టర్

ఇటీవల, చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ (CAS)లోని పాలీక్రిస్టలైన్ గాలియం-రిచ్ గాలియం ఆక్సైడ్ మెటీరియల్స్ (PGR-GaOX) ఆధారంగా ఒక పరిశోధనా బృందం మొదటిసారిగా అధిక సున్నితత్వం మరియు అధిక ప్రతిస్పందన వేగం అధిక కోసం కొత్త డిజైన్ వ్యూహాన్ని ప్రతిపాదించింది.ఫోటోడిటెక్టర్కపుల్డ్ ఇంటర్‌ఫేస్ పైరోఎలెక్ట్రిక్ మరియు ఫోటోకండక్టివిటీ ఎఫెక్ట్‌ల ద్వారా, మరియు సంబంధిత పరిశోధన అడ్వాన్స్‌డ్ మెటీరియల్స్‌లో ప్రచురించబడింది. హై-ఎనర్జీఫోటోఎలెక్ట్రిక్ డిటెక్టర్లు(డీప్ అతినీలలోహిత (DUV) నుండి ఎక్స్-రే బ్యాండ్‌ల వరకు) జాతీయ భద్రత, వైద్యం మరియు పారిశ్రామిక శాస్త్రం వంటి వివిధ రంగాలలో కీలకం.

అయితే, Si మరియు α-Se వంటి ప్రస్తుత సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు పెద్ద లీకేజ్ కరెంట్ మరియు తక్కువ ఎక్స్-రే శోషణ గుణకం యొక్క సమస్యలను కలిగి ఉన్నాయి, ఇవి అధిక-పనితీరు గుర్తింపు అవసరాలను తీర్చడం కష్టం. దీనికి విరుద్ధంగా, వైడ్-బ్యాండ్ గ్యాప్ (WBG) సెమీకండక్టర్ గాలియం ఆక్సైడ్ పదార్థాలు అధిక-శక్తి ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ గుర్తింపుకు గొప్ప సామర్థ్యాన్ని చూపుతాయి. అయితే, మెటీరియల్ వైపు అనివార్యమైన డీప్ లెవల్ ట్రాప్ మరియు పరికర నిర్మాణంపై ప్రభావవంతమైన డిజైన్ లేకపోవడం వల్ల, వైడ్-బ్యాండ్ గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ల ఆధారంగా అధిక సున్నితత్వం మరియు అధిక ప్రతిస్పందన వేగం గల హై ఎనర్జీ ఫోటాన్ డిటెక్టర్లను గ్రహించడం సవాలుగా ఉంది. ఈ సవాళ్లను పరిష్కరించడానికి, చైనాలోని ఒక పరిశోధనా బృందం మొదటిసారిగా PGR-GaOX ఆధారంగా పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఫోటోకండక్టివ్ డయోడ్ (PPD)ని రూపొందించింది. ఇంటర్‌ఫేస్ పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఫోటోకండక్టివిటీ ప్రభావంతో కలపడం ద్వారా, గుర్తింపు పనితీరు గణనీయంగా మెరుగుపడుతుంది. PPD DUV మరియు X-కిరణాలు రెండింటికీ అధిక సున్నితత్వాన్ని చూపించింది, ప్రతిస్పందన రేట్లు వరుసగా 104A/W మరియు 105μC×Gyair-1/cm2 వరకు ఉన్నాయి, ఇలాంటి పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన మునుపటి డిటెక్టర్ల కంటే 100 రెట్లు ఎక్కువ. అదనంగా, PGR-GaOX క్షీణత ప్రాంతం యొక్క ధ్రువ సమరూపత వల్ల కలిగే ఇంటర్‌ఫేస్ పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం డిటెక్టర్ యొక్క ప్రతిస్పందన వేగాన్ని 105 రెట్లు పెంచి 0.1ms వరకు పెంచుతుంది. సాంప్రదాయ ఫోటోడయోడ్‌లతో పోలిస్తే, స్వీయ-శక్తితో కూడిన మోడ్ PPDS కాంతి మార్పిడి సమయంలో పైరోఎలెక్ట్రిక్ క్షేత్రాల కారణంగా అధిక లాభాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

అదనంగా, PPD బయాస్ మోడ్‌లో పనిచేయగలదు, ఇక్కడ లాభం బయాస్ వోల్టేజ్‌పై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు బయాస్ వోల్టేజ్‌ను పెంచడం ద్వారా అల్ట్రా-హై గెయిన్ సాధించవచ్చు. తక్కువ శక్తి వినియోగం మరియు అధిక సున్నితత్వ ఇమేజింగ్ మెరుగుదల వ్యవస్థలలో PPD గొప్ప అప్లికేషన్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. ఈ పని GaOX ఒక ఆశాజనకమైనదని నిరూపించడమే కాదుఅధిక శక్తి ఫోటోడిటెక్టర్పదార్థం, కానీ అధిక పనితీరు గల అధిక శక్తి ఫోటోడెటెక్టర్లను గ్రహించడానికి ఒక కొత్త వ్యూహాన్ని కూడా అందిస్తుంది.