Inframerah ambang rendahpengesan foto runtuhan salji
Pengesan foto salji inframerah (Pengesan foto APD) ialah kelasperanti fotoelektrik semikonduktoryang menghasilkan keuntungan tinggi melalui kesan pengionan perlanggaran, untuk mencapai keupayaan pengesanan beberapa foton atau foton tunggal. Walau bagaimanapun, dalam struktur pengesan foto APD konvensional, proses penyerakan pembawa bukan keseimbangan membawa kepada kehilangan tenaga, sehingga voltan ambang salji biasanya perlu mencapai 50-200 V. Ini meletakkan permintaan yang lebih tinggi pada voltan pemacu peranti dan reka bentuk litar bacaan, meningkatkan kos dan mengehadkan aplikasi yang lebih luas.
Baru-baru ini, penyelidikan China telah mencadangkan struktur baru runtuhan salji berhampiran pengesan inframerah dengan voltan ambang salji yang rendah dan kepekaan yang tinggi. Berdasarkan homojunction doping diri lapisan atom, photodetector avalanche menyelesaikan serakan berbahaya yang disebabkan oleh keadaan kecacatan antara muka yang tidak dapat dielakkan dalam heterojunction. Sementara itu, medan elektrik "puncak" tempatan yang kuat disebabkan oleh pecah simetri terjemahan digunakan untuk meningkatkan interaksi coulomb antara pembawa, menyekat penyerakan mod fonon luar satah, dan mencapai kecekapan penggandaan tinggi bagi pembawa bukan keseimbangan. Pada suhu bilik, tenaga ambang adalah hampir kepada had teori Cth (Cth ialah jurang jalur semikonduktor) dan kepekaan pengesanan pengesan salji inframerah adalah sehingga paras 10000 foton.
Kajian ini adalah berdasarkan homojunction tungsten diselenide (WSe₂) doped diri lapisan atom (kalkogenida logam peralihan dua dimensi, TMD) sebagai medium perolehan untuk runtuhan pembawa cas. Pemecahan simetri translasi spatial dicapai dengan mereka bentuk mutasi langkah topografi untuk mendorong medan elektrik "spike" tempatan yang kuat pada antara muka homojunction mutan.
Di samping itu, ketebalan atom boleh menekan mekanisme penyerakan yang dikuasai oleh mod fonon, dan merealisasikan proses pecutan dan pendaraban pembawa bukan keseimbangan dengan kehilangan yang sangat rendah. Ini menjadikan tenaga ambang runtuhan salji pada suhu bilik menghampiri had teori iaitu celah jalur bahan semikonduktor Cth. Voltan ambang runtuhan salji dikurangkan daripada 50 V kepada 1.6 V, membolehkan para penyelidik menggunakan litar digital voltan rendah matang untuk memacu runtuhan salji.pengesan fotoserta pemacu diod dan transistor. Kajian ini merealisasikan penukaran dan penggunaan tenaga pembawa bukan keseimbangan yang cekap melalui reka bentuk kesan pendaraban salji ambang rendah, yang memberikan perspektif baharu untuk pembangunan teknologi pengesanan inframerah salji salji ambang rendah generasi akan datang yang sangat sensitif, ambang rendah dan keuntungan tinggi.
Masa siaran: Apr-16-2025