Barufotodetektor sensitivitas tinggi
Baru-baru ini, tim peneliti di Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (CAS) berdasarkan Bahan Galium Oksida Kaya Galium Polikristalin (PGR-GaOX) mengusulkan untuk pertama kalinya strategi desain baru untuk sensitivitas tinggi dan kecepatan respons tinggifotodetektormelalui efek piroelektrik dan fotokonduktivitas antarmuka yang digabungkan, dan penelitian terkait telah dipublikasikan di Advanced Materials.detektor fotolistrik(untuk pita ultraviolet dalam (DUV) hingga sinar-X) sangat penting dalam berbagai bidang, termasuk keamanan nasional, kedokteran, dan ilmu industri.
Namun, bahan semikonduktor saat ini seperti Si dan α-Se memiliki masalah arus bocor yang besar dan koefisien penyerapan sinar-X yang rendah, yang sulit untuk memenuhi kebutuhan deteksi kinerja tinggi. Sebaliknya, bahan semikonduktor galium oksida celah pita lebar (WBG) menunjukkan potensi besar untuk deteksi fotolistrik berenergi tinggi. Namun, karena perangkap tingkat dalam yang tak terelakkan pada sisi material dan kurangnya desain yang efektif pada struktur perangkat, sulit untuk mewujudkan detektor foton energi tinggi dengan sensitivitas tinggi dan kecepatan respons tinggi berdasarkan semikonduktor celah pita lebar. Untuk mengatasi tantangan ini, tim peneliti di Tiongkok telah merancang dioda fotokonduktif piroelektrik (PPD) berdasarkan PGR-GaOX untuk pertama kalinya. Dengan menggabungkan efek piroelektrik antarmuka dengan efek fotokonduktivitas, kinerja deteksi ditingkatkan secara signifikan. PPD menunjukkan sensitivitas tinggi terhadap DUV dan sinar-X, dengan tingkat respons hingga 104A/W dan 105μC×Gyair-1/cm2, masing-masing, lebih dari 100 kali lebih tinggi daripada detektor sebelumnya yang terbuat dari bahan serupa. Selain itu, efek piroelektrik antarmuka yang disebabkan oleh simetri kutub daerah penipisan PGR-GaOX dapat meningkatkan kecepatan respons detektor hingga 105 kali hingga 0,1 ms. Dibandingkan dengan fotodioda konvensional, PPDS mode berdaya sendiri menghasilkan penguatan yang lebih tinggi karena medan piroelektrik selama peralihan cahaya.
Selain itu, PPD dapat beroperasi dalam mode bias, di mana penguatan sangat bergantung pada tegangan bias, dan penguatan yang sangat tinggi dapat dicapai dengan meningkatkan tegangan bias. PPD memiliki potensi aplikasi yang besar dalam sistem peningkatan pencitraan dengan konsumsi energi rendah dan sensitivitas tinggi. Pekerjaan ini tidak hanya membuktikan bahwa GaOX merupakanfotodetektor energi tinggimaterial, tetapi juga menyediakan strategi baru untuk mewujudkan fotodetektor berenergi tinggi berkinerja tinggi.
Waktu posting: 10-Sep-2024