Nieuwe hoge gevoeligheid fotodetector

NieuwFotodetector met hoge gevoeligheid

Onlangs heeft een onderzoeksteam van de Chinese Academy of Sciences (CAS) gebaseerd op polykristallijne galliumrijke galliumoxidematerialen (PGR-GAOX) voor het eerst een nieuwe ontwerpstrategie voor hoge gevoeligheid en hoge responssnelheid HighfotodetectorDoor middel van gekoppelde interface pyro -elektrische en fotoconductiviteitseffecten, en het relevante onderzoek werd gepubliceerd in geavanceerde materialen. Zware energieFoto -elektrische detectoren(Voor diepe ultraviolet (DUV) tot röntgenbanden) zijn cruciaal op verschillende gebieden, waaronder nationale veiligheid, geneeskunde en industriële wetenschap.

De huidige halfgeleidermaterialen zoals SI en α-SE hebben echter de problemen van grote lekstroom en lage röntgenabsorptiecoëffictie, wat moeilijk is om te voldoen aan de behoeften van krachtige detectie. Daarentegen vertonen brede band gap (WBG) halfgeleider-galliumoxidematerialen een groot potentieel voor energieke foto-elektrische detectie. Vanwege de onvermijdelijke diepe valstrik aan de materiële kant en het ontbreken van effectief ontwerp op de apparaatstructuur, is het echter een uitdaging om hoge gevoeligheid en hoge responssnelheid met hoge energie-fotonendetectoren te realiseren op basis van halfgeleiders met brede band gap. Om deze uitdagingen aan te gaan, heeft een onderzoeksteam in China voor het eerst een pyro-elektrische fotoconductieve diode (PPD) ontworpen op basis van PGR-GAOX. Door het interface -pyro -elektrisch effect te koppelen aan het fotoconductiviteitseffect, is de detectieprestaties aanzienlijk verbeterd. PPD vertoonde een hoge gevoeligheid voor zowel DUV als röntgenfoto's, met responspercentages tot respectievelijk tot 104A/W en 105μC × GYAIR-1/CM2, meer dan 100 keer hoger dan eerdere detectoren gemaakt van vergelijkbare materialen. Bovendien kan het interface-pyro-elektrische effect veroorzaakt door de polaire symmetrie van het PGR-Gaox-uitputtinggebied de responssnelheid van de detector met 105 keer verhogen tot 0,1 ms. In vergelijking met conventionele fotodiodes produceren PPD's van zelfaangedreven modus hogere winsten als gevolg van pyro-elektrische velden tijdens lichtomschakeling.

Bovendien kan PPD werken in de bias-modus, waarbij de versterking sterk afhankelijk is van de biasspanning en ultrahoge versterking kan worden bereikt door de biasspanning te vergroten. PPD heeft een geweldig toepassingspotentieel in lage energieverbruik en hoge gevoeligheidsverbeteringssystemen. Dit werk bewijst niet alleen dat Gaox een veelbelovende isFotodetector met hoge energieMateriaal, maar biedt ook een nieuwe strategie voor het realiseren van hoogwaardige fotodetectors met hoge energie.