తక్కువ-డైమెన్షనల్ హిమపాతం ఫోటోడెటెక్టర్‌పై కొత్త పరిశోధన

తక్కువ-డైమెన్షనల్ హిమపాతం ఫోటోడెటెక్టర్‌పై కొత్త పరిశోధన

తక్కువ-ఫోటాన్ లేదా సింగిల్-ఫోటాన్ టెక్నాలజీల యొక్క అధిక-సున్నితత్వ గుర్తింపు తక్కువ-కాంతి ఇమేజింగ్, రిమోట్ సెన్సింగ్ మరియు టెలిమెట్రీ, అలాగే క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ వంటి రంగాలలో గణనీయమైన అనువర్తన అవకాశాలను కలిగి ఉంది. వాటిలో, అవలాంచ్ ఫోటోడెటెక్టర్లు (APD) వాటి చిన్న పరిమాణం, అధిక సామర్థ్యం మరియు సులభమైన ఏకీకరణ కారణంగా ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికర పరిశోధన రంగంలో ఒక ముఖ్యమైన దిశగా మారాయి. సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తి (SNR) అనేది APD ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క ముఖ్యమైన సూచిక, దీనికి అధిక లాభం మరియు తక్కువ డార్క్ కరెంట్ అవసరం. ద్వి-డైమెన్షనల్ (2D) మెటీరియల్ వాన్ డెర్ వాల్స్ హెటెరోజంక్షన్లపై పరిశోధన అధిక-పనితీరు గల APDల అభివృద్ధిలో విస్తృత అవకాశాలను చూపుతుంది. చైనా నుండి పరిశోధకులు బైపోలార్ ద్వి-డైమెన్షనల్ సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్ WSe₂ ను ఫోటోసెన్సిటివ్ మెటీరియల్‌గా ఎంచుకున్నారు మరియు Pt/WSe₂/Ni నిర్మాణాన్ని జాగ్రత్తగా సిద్ధం చేశారు.APD ఫోటోడిటెక్టర్సాంప్రదాయ APD యొక్క స్వాభావిక గెయిన్ నాయిస్ సమస్యను పరిష్కరించడానికి ఉత్తమ మ్యాచింగ్ వర్క్ ఫంక్షన్‌తో.

పరిశోధకులు ఒక ప్రతిపాదన చేశారుహిమపాతం ఫోటోడిటెక్టర్Pt/WSe₂/Ni నిర్మాణం ఆధారంగా, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద fW స్థాయిలో చాలా బలహీనమైన కాంతి సంకేతాలను అత్యంత సున్నితమైన గుర్తింపును సాధించారు. వారు అద్భుతమైన విద్యుత్ లక్షణాలను కలిగి ఉన్న రెండు డైమెన్షనల్ సెమీకండక్టర్ పదార్థం WSe₂ ను ఎంచుకున్నారు మరియు దానిని Pt మరియు Ni ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలతో కలిపి కొత్త రకం హిమపాతం ఫోటోడెటెక్టర్‌ను విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేశారు. Pt, WSe₂ మరియు Ni ల మధ్య పని ఫంక్షన్ మ్యాచింగ్‌ను ఖచ్చితంగా ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా, ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్‌లను ఎంపిక చేసుకుని దాటడానికి అనుమతించేటప్పుడు డార్క్ క్యారియర్‌లను సమర్థవంతంగా నిరోధించగల రవాణా యంత్రాంగం రూపొందించబడింది. ఈ యంత్రాంగం క్యారియర్ ఇంపాక్ట్ అయనీకరణం వల్ల కలిగే అదనపు శబ్దాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది, ఫోటోడెటెక్టర్ చాలా తక్కువ శబ్ద స్థాయిలో అత్యంత సున్నితమైన ఆప్టికల్ సిగ్నల్ గుర్తింపును సాధించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

ఈ అధ్యయనం పనితీరును పెంచడంలో మెటీరియల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు ఇంటర్‌ఫేస్ ఆప్టిమైజేషన్ యొక్క కీలక పాత్రను ప్రదర్శిస్తుందిఫోటో డిటెక్టర్లు. ఎలక్ట్రోడ్లు మరియు ద్విమితీయ పదార్థాల యొక్క చమత్కారమైన రూపకల్పన ద్వారా, చీకటి వాహకాల యొక్క కవచ ప్రభావాన్ని సాధించారు, శబ్ద జోక్యాన్ని గణనీయంగా తగ్గించారు మరియు గుర్తింపు సామర్థ్యాన్ని మరింత మెరుగుపరిచారు. ఈ డిటెక్టర్ యొక్క పనితీరు దాని ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలలో ప్రతిబింబించడమే కాకుండా, విస్తృత అనువర్తన అవకాశాలను కూడా కలిగి ఉంది. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద చీకటి ప్రవాహాన్ని సమర్థవంతంగా నిరోధించడం మరియు ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్‌లను సమర్థవంతంగా గ్రహించడంతో, ఈ ఫోటోడెటెక్టర్ పర్యావరణ పర్యవేక్షణ, ఖగోళ పరిశీలన మరియు ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ వంటి రంగాలలో బలహీనమైన కాంతి సంకేతాలను గుర్తించడానికి ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఈ పరిశోధన విజయం తక్కువ-డైమెన్షనల్ మెటీరియల్ ఫోటోడెటెక్టర్ల అభివృద్ధికి కొత్త ఆలోచనలను అందించడమే కాకుండా, అధిక-పనితీరు మరియు తక్కువ-శక్తి ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల భవిష్యత్తు పరిశోధన మరియు అభివృద్ధికి కొత్త సూచనలను కూడా అందిస్తుంది.