Infra të kuqe me prag të ulëtfotodetektor ortekësh
Fotodetektori i ortekut infra të kuq (Fotodetektor APD) është një klasë epajisje fotoelektrike gjysmëpërçueseqë prodhojnë fitim të lartë përmes efektit të jonizimit të përplasjes, në mënyrë që të arrihet aftësia e zbulimit të pak fotoneve ose edhe të fotoneve të vetme. Megjithatë, në strukturat konvencionale të fotodetektorëve APD, procesi i shpërndarjes së bartësve jo në ekuilibër çon në humbje energjie, në mënyrë që tensioni i pragut të ortekut zakonisht duhet të arrijë 50-200 V. Kjo vendos kërkesa më të larta në tensionin e drejtimit të pajisjes dhe projektimin e qarkut të leximit, duke rritur kostot dhe duke kufizuar aplikime më të gjera.
Kohët e fundit, hulumtimet kineze kanë propozuar një strukturë të re të detektorit të ortekut pranë infra të kuqe me tension të ulët të pragut të ortekut dhe ndjeshmëri të lartë. Bazuar në homonuksionin vetë-dopues të shtresës atomike, fotodetektori i ortekut zgjidh shpërndarjen e dëmshme të shkaktuar nga gjendja e defektit të ndërfaqes e cila është e pashmangshme në hetero-nyjënksion. Ndërkohë, fusha e fortë elektrike lokale "kulmore" e shkaktuar nga thyerja e simetrisë së përkthimit përdoret për të përmirësuar bashkëveprimin e kulombit midis bartësve, për të shtypur shpërndarjen e dominuar nga moda fonone jashtë planit dhe për të arritur një efikasitet të lartë dyfishimi të bartësve jo-ekuilibrues. Në temperaturën e dhomës, energjia e pragut është afër limitit teorik Eg (Eg është boshllëku i brezit të gjysmëpërçuesit) dhe ndjeshmëria e zbulimit të detektorit të ortekut infra të kuqe është deri në nivelin 10000 fotonesh.
Ky studim bazohet në homonukcionin e diselenidit të tungstenit (WSe₂) të vetëdopuar në shtresën atomike (kalkogjenid metali tranzicioni dy-dimensional, TMD) si një medium fitimi për orteqet e bartësve të ngarkesës. Thyerja e simetrisë së përkthimit hapësinor arrihet duke projektuar një mutacion të hapit të topografisë për të nxitur një fushë elektrike të fortë lokale "me majë" në ndërfaqen e homonukcionit mutant.
Përveç kësaj, trashësia atomike mund të shtypë mekanizmin e shpërndarjes të dominuar nga modaliteti i fononit dhe të realizojë procesin e përshpejtimit dhe shumëzimit të bartësit jo në ekuilibër me humbje shumë të ulëta. Kjo e sjell energjinë e pragut të ortekut në temperaturën e dhomës afër limitit teorik, pra boshllëkut të bandës së materialit gjysmëpërçues. P.sh. Tensioni i pragut të ortekut u ul nga 50 V në 1.6 V, duke u lejuar studiuesve të përdorin qarqe dixhitale të zhvilluara me tension të ulët për të nxitur ortekun.fotodetektorsi dhe diodat dhe transistorët e drejtimit. Ky studim realizon konvertimin dhe shfrytëzimin efikas të energjisë bartëse jo në ekuilibër përmes projektimit të efektit të shumëzimit të ortekëve me prag të ulët, i cili ofron një perspektivë të re për zhvillimin e gjeneratës së ardhshme të teknologjisë së zbulimit të ortekëve me infra të kuqe shumë të ndjeshme, me prag të ulët dhe me fitim të lartë.
Koha e postimit: 16 Prill 2025