Barufotodetektor sensitivitas tinggi
Baru-baru ini, tim peneliti di Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (CAS) yang berbasis pada bahan Galium oksida kaya galium polikristalin (PGR-GaOX) untuk pertama kalinya mengusulkan strategi desain baru untuk sensitivitas tinggi dan kecepatan respons tinggi.fotodetektormelalui efek piroelektrik dan fotokonduktivitas antarmuka terkopel, 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 energi 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 masing-masing hingga 104A/W dan 105μC×Gyair-1/cm², lebih dari 100 kali lebih tinggi daripada detektor sebelumnya yang terbuat dari bahan serupa. Selain itu, efek piroelektrik antarmuka yang disebabkan oleh simetri polar daerah deplesi PGR-GaOX dapat meningkatkan kecepatan respons detektor hingga 105 kali lipat hingga 0,1 ms. Dibandingkan dengan fotodioda konvensional, PPDS mode self-powered menghasilkan penguatan yang lebih tinggi karena medan piroelektrik selama peralihan cahaya.
Selain itu, PPD dapat beroperasi dalam mode bias, di mana penguatannya sangat bergantung pada tegangan bias, dan penguatan ultra-tinggi dapat dicapai dengan meningkatkan tegangan bias. PPD memiliki potensi aplikasi yang besar dalam sistem peningkatan pencitraan dengan konsumsi energi rendah dan sensitivitas tinggi. Penelitian ini tidak hanya membuktikan bahwa GaOX merupakan solusi yang menjanjikan.fotodetektor energi tinggimaterial, tetapi juga menyediakan strategi baru untuk mewujudkan fotodetektor berenergi tinggi berkinerja tinggi.
Waktu posting: 10-Sep-2024