తక్కువ-పరిమాణ అవలాంచ్ ఫోటోడిటెక్టర్‌పై కొత్త పరిశోధన

తక్కువ-పరిమాణ అవలాంచ్ ఫోటోడిటెక్టర్‌పై కొత్త పరిశోధన

కొన్ని ఫోటాన్‌లు లేదా ఒకే ఫోటాన్‌ను కూడా అధిక సున్నితత్వంతో గుర్తించే సాంకేతికతలు, తక్కువ-కాంతి ఇమేజింగ్, రిమోట్ సెన్సింగ్ మరియు టెలిమెట్రీ, అలాగే క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ వంటి రంగాలలో గణనీయమైన అనువర్తన అవకాశాలను కలిగి ఉన్నాయి. వాటిలో, అవలాంచ్ ఫోటోడిటెక్టర్లు (APD) వాటి చిన్న పరిమాణం, అధిక సామర్థ్యం మరియు సులభమైన అనుసంధానం కారణంగా ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల పరిశోధన రంగంలో ఒక ముఖ్యమైన దిశగా మారాయి. సిగ్నల్-టు-నాయిస్ రేషియో (SNR) అనేది APD ఫోటోడిటెక్టర్‌కు ఒక ముఖ్యమైన సూచిక, దీనికి అధిక గెయిన్ మరియు తక్కువ డార్క్ కరెంట్ అవసరం. ద్విమితీయ (2D) పదార్థ వాన్ డెర్ వాల్స్ హెటెరోజంక్షన్లపై పరిశోధన, అధిక-పనితీరు గల APDల అభివృద్ధిలో విస్తృత అవకాశాలను చూపుతోంది. చైనాకు చెందిన పరిశోధకులు ద్విధ్రువ ద్విమితీయ సెమీకండక్టర్ పదార్థమైన WSe₂ను ఫోటోసెన్సిటివ్ పదార్థంగా ఎంచుకుని, Pt/WSe₂/Ni నిర్మాణాన్ని జాగ్రత్తగా తయారుచేశారు.APD ఫోటోడిటెక్టర్సాంప్రదాయ APD యొక్క సహజమైన గెయిన్ నాయిస్ సమస్యను పరిష్కరించడానికి ఉత్తమంగా సరిపోయే వర్క్ ఫంక్షన్‌తో.

పరిశోధకులు ఒక ప్రతిపాదన చేశారుహిమపాతం ఫోటోడిటెక్టర్Pt/WSe₂/Ni నిర్మాణం ఆధారంగా, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద fW స్థాయిలో ఉండే అత్యంత బలహీనమైన కాంతి సంకేతాలను అత్యంత సున్నితంగా గుర్తించగలిగారు. వారు అద్భుతమైన విద్యుత్ లక్షణాలు కలిగిన ద్విమితీయ సెమీకండక్టర్ పదార్థమైన WSe₂ను ఎంచుకుని, దానిని Pt మరియు Ni ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలతో కలిపి ఒక కొత్త రకం అవలాంచ్ ఫోటోడిటెక్టర్‌ను విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేశారు. Pt, WSe₂ మరియు Ni ల మధ్య వర్క్ ఫంక్షన్ సరిపోలికను ఖచ్చితంగా ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా, డార్క్ క్యారియర్‌లను సమర్థవంతంగా నిరోధిస్తూ, ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్‌లను మాత్రమే ఎంపికగా ప్రసరింపజేసే ఒక రవాణా యంత్రాంగాన్ని రూపొందించారు. ఈ యంత్రాంగం క్యారియర్ ఇంపాక్ట్ అయనైజేషన్ వల్ల కలిగే అదనపు శబ్దాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది, తద్వారా ఫోటోడిటెక్టర్ అత్యంత తక్కువ శబ్ద స్థాయిలో అత్యంత సున్నితమైన ఆప్టికల్ సిగ్నల్ డిటెక్షన్‌ను సాధించగలుగుతుంది.

పనితీరును మెరుగుపరచడంలో మెటీరియల్స్ ఇంజనీరింగ్ మరియు ఇంటర్‌ఫేస్ ఆప్టిమైజేషన్ యొక్క కీలక పాత్రను ఈ అధ్యయనం ప్రదర్శిస్తుందిఫోటో డిటెక్టర్లుఎలక్ట్రోడ్‌లు మరియు ద్విమితీయ పదార్థాల యొక్క చతురమైన రూపకల్పన ద్వారా, డార్క్ క్యారియర్‌ల షీల్డింగ్ ప్రభావాన్ని సాధించడం జరిగింది. ఇది నాయిస్ జోక్యాన్ని గణనీయంగా తగ్గించి, డిటెక్షన్ సామర్థ్యాన్ని మరింత మెరుగుపరిచింది. ఈ డిటెక్టర్ యొక్క పనితీరు దాని ఫోటోఎలక్ట్రిక్ లక్షణాలలోనే కాకుండా, విస్తృత అనువర్తన అవకాశాలను కూడా కలిగి ఉంది. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద డార్క్ కరెంట్‌ను సమర్థవంతంగా నిరోధించడం మరియు ఫోటోజనరేటెడ్ క్యారియర్‌లను సమర్థవంతంగా శోషించుకోవడం వల్ల, ఈ ఫోటోడిటెక్టర్ పర్యావరణ పర్యవేక్షణ, ఖగోళ పరిశీలన మరియు ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ వంటి రంగాలలో బలహీనమైన కాంతి సంకేతాలను గుర్తించడానికి ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఈ పరిశోధన విజయం అల్పమితీయ పదార్థ ఫోటోడిటెక్టర్ల అభివృద్ధికి కొత్త ఆలోచనలను అందించడమే కాకుండా, భవిష్యత్తులో అధిక పనితీరు మరియు తక్కువ శక్తి వినియోగం గల ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల పరిశోధన మరియు అభివృద్ధికి కొత్త సూచనలను కూడా అందిస్తుంది.