Oto-kondwi ak gwo pèfòmansfotodetektè enfrawouj
enfrawoujfotodetektèLi gen karakteristik tankou yon gwo kapasite anti-entèferans, yon gwo kapasite pou rekonèt sib, operasyon nan tout move tan ak bon kache. Li ap jwe yon wòl de pli zan pli enpòtan nan domèn tankou medikaman, militè, teknoloji espasyal ak jeni anviwònman. Pami yo, otonòm landeteksyon fotoelektrikChip ki ka fonksyone poukont li san yon ekipman pou pouvwa ekstèn adisyonèl te atire anpil atansyon nan domèn deteksyon enfrawouj akòz pèfòmans inik li (tankou endepandans enèji, gwo sansiblite ak estabilite, elatriye). Okontrè, chip deteksyon fotoelektrik tradisyonèl yo, tankou chip enfrawouj ki baze sou silikon oswa semi-kondiktè ki gen yon espas bann etwat, pa sèlman bezwen vòltaj polarizasyon adisyonèl pou kondwi separasyon transpòtè fotojenere yo pou pwodui fotokouran, men tou bezwen sistèm refwadisman adisyonèl pou diminye bri tèmik epi amelyore repons. Se poutèt sa, li vin difisil pou satisfè nouvo konsèp ak egzijans pwochen jenerasyon chip deteksyon enfrawouj yo nan lavni, tankou konsomasyon enèji ki ba, ti gwosè, pri ki ba ak pèfòmans ki wo.
Resaman, ekip rechèch ki soti nan Lachin ak Syèd te pwopoze yon nouvo chip deteksyon fotoelektrik otonòm enfrawouj (SWIR) ak eterojonksyon pin ki baze sou fim nanoriban grafèn (GNR)/aliminyòm/silikon kristal sèl. Anba efè konbine efè pòtay optik la deklanche pa koòdone etewojèn nan ak chan elektrik entegre a, chip la te demontre yon pèfòmans repons ak deteksyon ultra-wo nan vòltaj polarizasyon zewo. Chip deteksyon fotoelektrik la gen yon to repons A ki rive jis 75.3 A/W nan mòd otonòm, yon to deteksyon 7.5 × 10¹⁴ Jones, ak yon efikasite kwantik ekstèn ki pre 104%, sa ki amelyore pèfòmans deteksyon menm kalite chip ki baze sou silikon yo pa yon rekò 7 lòd mayitid. Anplis de sa, anba mòd kondwi konvansyonèl la, to repons chip la, to deteksyon an, ak efikasite kwantik ekstèn lan tout rive jis 843 A/W, 10¹⁵ Jones, ak 105% respektivman, tout valè ki pi wo yo rapòte nan rechèch aktyèl yo. Pandansetan, rechèch sa a te demontre tou aplikasyon reyèl chip deteksyon fotoelektrik la nan domèn kominikasyon optik ak imaj enfrawouj, sa ki mete aksan sou gwo potansyèl aplikasyon li.
Pou yo te kapab etidye pèfòmans foto-elektrik fotodetektè ki baze sou nanoriban grafèn /Al₂O₃/ silikon monokristalin lan yon fason sistematik, chèchè yo te teste repons karakteristik estatik li yo (koub kouran-vòltaj) ak dinamik li yo (koub kouran-tan). Pou evalye sistematikman karakteristik repons optik fotodetektè eterostrikti nanoriban grafèn /Al₂O₃/ silikon monokristalin lan anba diferan vòltaj polarizasyon, chèchè yo te mezire repons kouran dinamik aparèy la nan polarizasyon 0 V, -1 V, -3 V ak -5 V, ak yon dansite puisans optik 8.15 μW/cm². Foto-kouran an ogmante ak polarizasyon envès la epi li montre yon vitès repons rapid nan tout vòltaj polarizasyon yo.
Finalman, chèchè yo te fabrike yon sistèm imaj epi yo te reyisi reyalize imaj otonòm enfrawouj ond kout. Sistèm nan fonksyone anba zewo polarizasyon epi li pa konsome okenn enèji ditou. Kapasite imaj fotodetektè a te evalye lè l sèvi avèk yon mask nwa ak modèl lèt "T" la (jan yo montre nan Figi 1).
An konklizyon, rechèch sa a te fabrike avèk siksè fotodetektè otonòm ki baze sou nanoriban grafèn epi li te rive nan yon to repons ki kraze yon rekò. Pandansetan, chèchè yo te demontre avèk siksè kapasite kominikasyon optik ak imajri sa a.fotodetektè ki reponn byen vitReyalizasyon rechèch sa a pa sèlman bay yon apwòch pratik pou devlopman nanoriban grafèn ak aparèy optoelektwonik ki baze sou silikon, men tou li demontre pèfòmans ekselan yo kòm fotodetektè enfrawouj ond kout ki mache ak pwòp enèji yo.
Dat piblikasyon: 28 avril 2025