Penelitian Baru tentang Fotodetektor Longsor Berdimensi Rendah
Deteksi sensitivitas tinggi untuk teknologi foton tunggal atau bahkan foton tunggal memiliki prospek aplikasi yang signifikan di bidang-bidang seperti pencitraan cahaya rendah, penginderaan jauh, dan telemetri, serta komunikasi kuantum. Di antara teknologi-teknologi tersebut, fotodetektor avalanche (APD) telah menjadi arah penting dalam penelitian perangkat optoelektronik karena ukurannya yang kecil, efisiensi tinggi, dan integrasinya yang mudah. Rasio sinyal terhadap derau (SNR) merupakan indikator penting dari fotodetektor APD, yang membutuhkan penguatan tinggi dan arus gelap rendah. Penelitian tentang heterojunction van der Waals pada material dua dimensi (2D) menunjukkan prospek yang luas dalam pengembangan APD berkinerja tinggi. Para peneliti dari Tiongkok memilih material semikonduktor dua dimensi bipolar WSe₂ sebagai material fotosensitif dan dengan cermat mempersiapkan struktur Pt/WSe₂/Ni.Fotodetektor APDdengan fungsi kerja yang paling cocok untuk memecahkan masalah kebisingan penguatan bawaan APD tradisional.
Para peneliti telah mengusulkan sebuahfotodetektor longsorBerdasarkan struktur Pt/WSe₂/Ni, deteksi sinyal cahaya yang sangat lemah pada tingkat fW pada suhu ruangan mencapai sensitivitas tinggi. Mereka memilih material semikonduktor dua dimensi WSe₂, yang memiliki sifat listrik yang sangat baik, dan menggabungkannya dengan material elektroda Pt dan Ni untuk berhasil mengembangkan fotodetektor avalanche tipe baru. Dengan mengoptimalkan pencocokan fungsi kerja antara Pt, WSe₂, dan Ni secara presisi, sebuah mekanisme transpor dirancang yang dapat secara efektif memblokir pembawa gelap sekaligus secara selektif membiarkan pembawa fotogenerasi melewatinya. Mekanisme ini secara signifikan mengurangi derau berlebih yang disebabkan oleh ionisasi tumbukan pembawa, sehingga fotodetektor dapat mencapai deteksi sinyal optik yang sangat sensitif pada tingkat derau yang sangat rendah.
Studi ini menunjukkan peran penting rekayasa material dan optimasi antarmuka dalam meningkatkan kinerjafotodetektorMelalui desain elektroda dan material dua dimensi yang cerdik, efek perisai pembawa gelap tercapai, yang secara signifikan mengurangi interferensi derau dan semakin meningkatkan efisiensi deteksi. Performa detektor ini tidak hanya tercermin dalam karakteristik fotolistriknya, tetapi juga memiliki prospek aplikasi yang luas. Dengan pemblokiran arus gelap yang efektif pada suhu ruangan dan penyerapan pembawa foto yang efisien, fotodetektor ini sangat cocok untuk mendeteksi sinyal cahaya lemah di bidang-bidang seperti pemantauan lingkungan, observasi astronomi, dan komunikasi optik. Pencapaian penelitian ini tidak hanya memberikan ide-ide baru untuk pengembangan fotodetektor material berdimensi rendah, tetapi juga menawarkan referensi baru untuk penelitian dan pengembangan perangkat optoelektronik berkinerja tinggi dan berdaya rendah di masa mendatang.
Waktu posting: 27-Agu-2025