Novofotodetector de alta sensibilidade
Recentemente, uma equipe de pesquisa da Academia Chinesa de Ciências (CAS) baseada em materiais de óxido de gálio rico em gálio policristalino (PGR-GAOX) propôs pela primeira vez uma nova estratégia de design para alta sensibilidade e alta velocidade de resposta alta altafotodetectorPor meio de interface acoplada, efeitos piroelétricos e fotocondutividade, e a pesquisa relevante foi publicada em materiais avançados. Alta energiadetectores fotoelétricos(Para as bandas de ultravioleta profundo (DUV) para raios-X) são críticas em uma variedade de campos, incluindo segurança nacional, medicina e ciências industriais.
No entanto, os materiais atuais de semicondutores, como Si e α-se, têm os problemas da corrente de grande vazamento e do baixo coeficiente de absorção de raios-X, o que é difícil de atender às necessidades de detecção de alto desempenho. Por outro lado, os materiais de óxido de gálio semicondutores de lacuna de banda larga (WBG) mostram grande potencial para detecção fotoelétrica de alta energia. No entanto, devido à inevitável armadilha de nível profundo no lado do material e à falta de design eficaz na estrutura do dispositivo, é um desafio realizar alta sensibilidade e alta velocidade de resposta detectores de fótons de alta energia com base em semicondutores de lacunas de banda larga. Para enfrentar esses desafios, uma equipe de pesquisa na China projetou um diodo fotocondutor piroelétrico (PPD) com base no PGR-GAOX pela primeira vez. Ao acoplar o efeito piroelétrico da interface com o efeito da fotocondutividade, o desempenho da detecção é significativamente melhorado. O PPD mostrou alta sensibilidade aos raios DUV e X, com taxas de resposta de até 104a/w e 105μc × gyair-1/cm2, respectivamente, mais de 100 vezes mais do que os detectores anteriores feitos de materiais semelhantes. Além disso, o efeito piroelétrico da interface causado pela simetria polar da região de depleção de PGR-gax pode aumentar a velocidade de resposta do detector em 105 vezes para 0,1ms. Comparados aos fotodiodos convencionais, os PPDs de modo auto-alimentado produzem ganhos mais altos devido a campos piroelétricos durante a comutação de luzes.
Além disso, o PPD pode operar no modo de polarização, onde o ganho depende da tensão de polarização, e o ganho ultra-alto pode ser alcançado aumentando a tensão de polarização. O PPD possui um ótimo potencial de aplicação no consumo de baixa energia e nos sistemas de aprimoramento de imagens de alta sensibilidade. Este trabalho não apenas prova que Gaox é um promissorfotodetector de alta energiaMaterial, mas também fornece uma nova estratégia para realizar fotodetectores de alto desempenho de alto desempenho.
Hora de postagem: set-10-2024 de setembro