نوری حساسیت بالا جدید

جدیدنوری حساسیت بالا

به تازگی ، یک تیم تحقیقاتی در آکادمی علوم چین (CAS) بر اساس مواد اکسید گالیم گالیوم غنی از پلی کریستالی (PGR-GAOX) برای اولین بار یک استراتژی طراحی جدید برای حساسیت بالا و سرعت پاسخ بالا ارائه داددستگاه نوریاز طریق تأثیرات پیروالکتریک و فتوکسیونی رابط همراه ، و تحقیقات مربوطه در مواد پیشرفته منتشر شد. پر انرژیآشکارسازهای فوتوالکتریک(برای ماوراء بنفش عمیق (DUV) به باند اشعه ایکس) در زمینه های مختلف از جمله امنیت ملی ، پزشکی و علوم صنعتی بسیار مهم است.

با این حال ، مواد نیمه هادی فعلی مانند Si و α-SE مشکلات جریان زیاد نشت و ضریب جذب اشعه X را دارند ، که پاسخگویی به نیازهای تشخیص با کارایی بالا دشوار است. در مقابل ، مواد اکسید گالیم نیمه هادی GAP (WBG) پتانسیل بسیار خوبی برای تشخیص فوتوالکتریک با انرژی بالا نشان می دهد. با این حال ، به دلیل تله سطح عمیق اجتناب ناپذیر در سمت مواد و عدم طراحی مؤثر بر روی ساختار دستگاه ، تحقق حساسیت بالا و ردیاب های فوتون با انرژی بالا بر اساس نیمه هادی های شکاف گسترده باند ، چالش برانگیز است. برای پرداختن به این چالش ها ، یک تیم تحقیقاتی در چین یک دیود فوتوکاسیون پیروالکتریک (PPD) را برای اولین بار بر اساس PGR-Gaox طراحی کرده است. با جفت کردن اثر پیروالکتریک رابط با اثر فتوکساوی ، عملکرد تشخیص به طور قابل توجهی بهبود یافته است. PPD حساسیت بالایی به هر دو پرتونگاری DUV و X نشان داد ، با نرخ پاسخ تا 104A/W و 105μC × GYAIR-1/CM2 ، به ترتیب ، بیش از 100 برابر بیشتر از آشکارسازهای قبلی که از مواد مشابه ساخته شده اند. علاوه بر این ، اثر پیروالکتریک رابط ناشی از تقارن قطبی منطقه تخلیه PGR-Gaox می تواند سرعت پاسخ ردیاب را 105 بار به 0.1ms افزایش دهد. در مقایسه با فوتودیودهای معمولی ، PPD های حالت خود قدرت به دلیل زمینه های پیرو الکتریک در حین تعویض نور ، دستاوردهای بالاتری ایجاد می کنند.

علاوه بر این ، PPD می تواند در حالت تعصب کار کند ، جایی که سود به ولتاژ تعصب بسیار وابسته است و با افزایش ولتاژ تعصب می توان سود فوق العاده ای را بدست آورد. PPD از پتانسیل کاربرد بسیار خوبی در مصرف انرژی کم و سیستم های تقویت تصویربرداری با حساسیت بالا برخوردار است. این کار نه تنها ثابت می کند که Gaox امیدوار کننده استنوری با انرژی بالامواد ، اما همچنین یک استراتژی جدید برای تحقق فوتودکتورهای با انرژی بالا با کارایی بالا فراهم می کند.