NuovoPhotoDetector ad alta sensibilità
Recentemente, un team di ricerca presso l'Accademia cinese delle scienze (CAS) basato su materiali di ossido di gallio ricchi di gallio (PGR-Gaox) policristallino proposto per la prima volta una nuova strategia di progettazione per alta sensibilità e alta velocità di risposta altaFotoDetectorAttraverso l'interfaccia accoppiata e gli effetti piroelettrici e di fotoconduttività e la ricerca rilevante è stata pubblicata in materiali avanzati. Alta energiaRivelatori fotoelettrici(Per profondi ultravioletti (DUV) alle bande di raggi X) sono fondamentali in una varietà di campi, tra cui la sicurezza nazionale, la medicina e la scienza industriale.
Tuttavia, gli attuali materiali a semiconduttore come SI e α-se hanno i problemi di una grande corrente di perdita e di un basso coefficiente di assorbimento a raggi X, che è difficile soddisfare le esigenze del rilevamento ad alte prestazioni. Al contrario, i materiali di ossido di gallio a semiconduttore a semiconduttore largo (WBG) mostrano un grande potenziale per il rilevamento fotoelettrico ad alta energia. Tuttavia, a causa dell'inevitabile trappola a livello profondo sul lato materiale e alla mancanza di un design efficace sulla struttura del dispositivo, è difficile realizzare un'elevata sensibilità e rilevatori di fotoni ad alta velocità ad alta risposta basati su semiconduttori di gap a banda larga. Per affrontare queste sfide, un team di ricerca in Cina ha progettato un diodo fotoconduttore piroelettrico (PPD) basato per la prima volta su PGR-Gaox. Accoppiando l'effetto piroelettrico dell'interfaccia con l'effetto di fotoconduttività, le prestazioni di rilevamento sono significativamente migliorate. La PPD ha mostrato un'elevata sensibilità ai raggi X e X, con tassi di risposta fino a 104A/W e 105μC × Gyair-1/cm2, rispettivamente, più di 100 volte più alti rispetto ai precedenti rilevatori realizzati con materiali simili. Inoltre, l'effetto piroelettrico dell'interfaccia causata dalla simmetria polare della regione di deplezione di PGR-Gaox può aumentare la velocità di risposta del rivelatore di 105 volte a 0,1 ms. Rispetto ai fotodiodi convenzionali, i PPD in modalità autoalimentati producono guadagni più elevati a causa dei campi piroelettrici durante la commutazione della luce.
Inoltre, la PPD può funzionare in modalità di polarizzazione, in cui il guadagno dipende fortemente dalla tensione di bias e il guadagno ultra-alto può essere ottenuto aumentando la tensione di bias. La PPD ha un grande potenziale di applicazione a basso consumo di energia e sistemi di miglioramento dell'imaging ad alta sensibilità. Questo lavoro non solo dimostra che Gaox è una promettentePhotoDetector ad alta energiaMateriale, ma fornisce anche una nuova strategia per la realizzazione di fotodittori ad alte energie ad alte prestazioni.
Tempo post: settembre-10-2024