Inframerah ambang rendahpengesan foto runtuhan salji
Pengesan foto runtuhan salji inframerah (Pengesan foto APD) ialah kelas bagiperanti fotoelektrik semikonduktoryang menghasilkan gandaan tinggi melalui kesan pengionan perlanggaran, untuk mencapai keupayaan pengesanan beberapa foton atau foton tunggal. Walau bagaimanapun, dalam struktur fotodetektor APD konvensional, proses penyebaran pembawa bukan keseimbangan membawa kepada kehilangan tenaga, sehingga voltan ambang runtuhan salji biasanya perlu mencapai 50-200 V. Ini memberikan 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 Cina telah mencadangkan struktur baharu pengesan inframerah berhampiran runtuhan salji dengan voltan ambang runtuhan salji yang rendah dan kepekaan yang tinggi. Berdasarkan homojunction doping kendiri lapisan atom, pengesan foto runtuhan salji menyelesaikan penyebaran berbahaya yang disebabkan oleh keadaan kecacatan antara muka yang tidak dapat dielakkan dalam heterojunction. Sementara itu, medan elektrik "puncak" tempatan yang kuat yang disebabkan oleh pemecahan simetri terjemahan digunakan untuk meningkatkan interaksi coulomb antara pembawa, menyekat penyebaran yang didominasi mod fonon luar satah, dan mencapai kecekapan penggandaan pembawa bukan keseimbangan yang tinggi. Pada suhu bilik, tenaga ambang adalah hampir dengan had teori Eg (Eg ialah jurang jalur semikonduktor) dan kepekaan pengesanan pengesan runtuhan salji inframerah adalah sehingga tahap 10000 foton.
Kajian ini berdasarkan homojunction tungsten diselenide (WSe₂) yang didop sendiri lapisan atom (chalcogenide logam peralihan dua dimensi, TMD) sebagai medium gandaan untuk runtuhan pembawa cas. Pemecahan simetri translasi ruang dicapai dengan mereka bentuk mutasi langkah topografi untuk mendorong medan elektrik "lonjakan" tempatan yang kuat pada antara muka homojunction mutan.
Di samping itu, ketebalan atom boleh menyekat mekanisme penyerakan yang didominasi oleh mod fonon, dan merealisasikan proses pecutan dan pendaraban pembawa bukan keseimbangan dengan kehilangan yang sangat rendah. Ini membawa tenaga ambang runtuhan salji pada suhu bilik hampir kepada had teori iaitu jurang jalur bahan semikonduktor Contohnya. Voltan ambang runtuhan salji telah dikurangkan daripada 50 V kepada 1.6 V, membolehkan penyelidik menggunakan litar digital voltan rendah matang untuk memacu runtuhan salji.pengesan fotoserta diod pemacu dan transistor. Kajian ini merealisasikan penukaran dan penggunaan tenaga pembawa bukan keseimbangan yang cekap melalui reka bentuk kesan pendaraban runtuhan ambang rendah, yang memberikan perspektif baharu untuk pembangunan teknologi pengesanan inframerah runtuhan ambang rendah dan berganda tinggi generasi akan datang.
Masa siaran: 16-Apr-2025