Νέο φωτοανιχνευτή υψηλής ευαισθησίας

Νέοςφωτοανιχνευτής υψηλής ευαισθησίας

Πρόσφατα, μια ερευνητική ομάδα στην κινεζική Ακαδημία Επιστημών (CAS) βασισμένη σε υλικά οξειδίου γαλλίου που πλούσια σε πολυκρυσταλλικό γαλλικό (PGR-GAOX) πρότεινε για πρώτη φορά μια νέα στρατηγική σχεδιασμού για υψηλή ευαισθησία και υψηλή ταχύτητα απόκρισηςφωτοανιχνευτήςΜέσω των συνέπειες της συζευγμένης διεπαφής πυροφημικής και φωτοαγωγιμότητας και η σχετική έρευνα δημοσιεύθηκε σε προχωρημένα υλικά. Υψηλής ενέργειαςφωτοηλεκτρικοί ανιχνευτές(Για τις βαθιές υπεριώδεις (DUV) σε συγκροτήματα ακτίνων Χ) είναι κρίσιμα σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της εθνικής ασφάλειας, της ιατρικής και της βιομηχανικής επιστήμης.

Ωστόσο, τα τρέχοντα υλικά ημιαγωγών, όπως το SI και το α-SE, έχουν τα προβλήματα του μεγάλου ρεύματος διαρροής και του χαμηλού συντελεστή απορρόφησης ακτίνων Χ, ο οποίος είναι δύσκολο να καλυφθεί οι ανάγκες ανίχνευσης υψηλής απόδοσης. Αντίθετα, τα υλικά του ημιαγωγού οξειδίου του χάσματος ευρείας ζώνης (WBG) δείχνουν μεγάλες δυνατότητες για φωτοηλεκτρική ανίχνευση υψηλής ενέργειας. Ωστόσο, λόγω της αναπόφευκτης παγίδευσης βαθύ επίπεδο στην πλευρά του υλικού και της έλλειψης αποτελεσματικού σχεδιασμού στη δομή της συσκευής, είναι δύσκολο να υλοποιηθεί ανιχνευτές υψηλής ευαισθησίας και υψηλής ταχύτητας ανταπόκρισης υψηλής ενέργειας φωτονίων που βασίζονται σε ημιαγωγούς κενού ευρείας ζώνης. Για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων, μια ερευνητική ομάδα στην Κίνα έχει σχεδιάσει μια πυροφημική φωτοαγηδρομική δίοδο (PPD) με βάση το PGR-GAOX για πρώτη φορά. Με τη σύζευξη της πυροηλεκτρικής επίδρασης διεπαφής με το φαινόμενο φωτοαγωγιμότητας, η απόδοση ανίχνευσης βελτιώνεται σημαντικά. Το PPD έδειξε υψηλή ευαισθησία τόσο σε DUV όσο και σε ακτίνες Χ, με ποσοστά απόκρισης έως 104Α/W και 105μC × Gyair-1/cm2, αντίστοιχα, περισσότερο από 100 φορές υψηλότεροι από τους προηγούμενους ανιχνευτές από παρόμοια υλικά. Επιπλέον, η πυροηλεκτρική δράση διεπαφής που προκαλείται από την πολική συμμετρία της περιοχής εξάντλησης PGR-GAOX μπορεί να αυξήσει την ταχύτητα απόκρισης του ανιχνευτή κατά 105 φορές σε 0,1ms. Σε σύγκριση με τις συμβατικές φωτοδιόδες, οι αυτο-ισχύουν MODE PPD παράγουν υψηλότερα κέρδη λόγω των πυροηραστικών πεδίων κατά τη διάρκεια της μεταγωγής φωτός.

Επιπλέον, το PPD μπορεί να λειτουργεί σε λειτουργία μεροληψίας, όπου το κέρδος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τάση μεροληψίας και το εξαιρετικά υψηλό κέρδος μπορεί να επιτευχθεί αυξάνοντας την τάση μεροληψίας. Το PPD έχει εξαιρετικό δυναμικό εφαρμογής στην κατανάλωση χαμηλής ενέργειας και στα συστήματα βελτίωσης της απεικόνισης υψηλής ευαισθησίας. Αυτό το έργο όχι μόνο αποδεικνύει ότι το Gaox είναι πολλά υποσχόμενοφωτοανιχνευτής υψηλής ενέργειαςΥλικό, αλλά παρέχει επίσης μια νέα στρατηγική για την υλοποίηση φωτοανθεραπευτών υψηλής ενέργειας υψηλής απόδοσης.