Hulumtime të reja mbi fotodetektorin e ortekut me dimensione të ulëta
Zbulimi me ndjeshmëri të lartë i teknologjive me pak fotone ose edhe me një foton të vetëm ofron perspektiva të rëndësishme aplikimi në fusha të tilla si imazheria me dritë të ulët, teledetektimi dhe telemetria, si dhe komunikimi kuantik. Midis tyre, fotodetektorët e ortekëve (APD) janë bërë një drejtim i rëndësishëm në fushën e kërkimit të pajisjeve optoelektronike për shkak të madhësisë së tyre të vogël, efikasitetit të lartë dhe integrimit të lehtë. Raporti sinjal-zhurmë (SNR) është një tregues i rëndësishëm i fotodetektorit APD, i cili kërkon fitim të lartë dhe rrymë të ulët të errët. Hulumtimi mbi hetero-lidhjet e materialit dy-dimensional (2D) van der Waals tregon perspektiva të gjera në zhvillimin e APD-ve me performancë të lartë. Studiuesit nga Kina zgjodhën materialin gjysmëpërçues dy-dimensional bipolar WSe₂ si materialin fotosensitiv dhe përgatitën me kujdes strukturën Pt/WSe₂/Ni.Fotodetektor APDme funksionin e punës që përputhet më mirë për të zgjidhur problemin e zhurmës së natyrshme të fitimit të APD-së tradicionale.
Studiuesit kanë propozuar njëfotodetektor ortekëshbazuar në strukturën Pt/WSe₂/Ni, duke arritur zbulim shumë të ndjeshëm të sinjaleve të dritës jashtëzakonisht të dobëta në nivelin fW në temperaturën e dhomës. Ata zgjodhën materialin gjysmëpërçues dy-dimensional WSe₂, i cili ka veti të shkëlqyera elektrike, dhe e kombinuan atë me materialet e elektrodave Pt dhe Ni për të zhvilluar me sukses një lloj të ri fotodetektorësh të ortekëve. Duke optimizuar saktësisht përputhjen e funksionit të punës midis Pt, WSe₂ dhe Ni, u projektua një mekanizëm transporti që mund të bllokojë në mënyrë efektive bartësit e errët, ndërsa lejon në mënyrë selektive bartësit e fotogjeneruar të kalojnë. Ky mekanizëm zvogëlon ndjeshëm zhurmën e tepërt të shkaktuar nga jonizimi i ndikimit të bartësit, duke i mundësuar fotodetektorit të arrijë zbulim shumë të ndjeshëm të sinjalit optik në një nivel jashtëzakonisht të ulët zhurme.
Ky studim demonstron rolin vendimtar të inxhinierisë së materialeve dhe optimizimit të ndërfaqes në përmirësimin e performancës sëfotodetektorëNëpërmjet një dizajni të zgjuar të elektrodave dhe materialeve dy-dimensionale, u arrit efekti mbrojtës i bartësve të errët, duke zvogëluar ndjeshëm ndërhyrjen e zhurmës dhe duke përmirësuar më tej efikasitetin e zbulimit. Performanca e këtij detektori nuk reflektohet vetëm në karakteristikat e tij fotoelektrike, por ka edhe perspektiva të gjera aplikimi. Me bllokimin efektiv të rrymës së errët në temperaturën e dhomës dhe thithjen efikase të bartësve të fotogjeneruar, ky fotodetektor është veçanërisht i përshtatshëm për zbulimin e sinjaleve të dobëta të dritës në fusha të tilla si monitorimi mjedisor, vëzhgimi astronomik dhe komunikimi optik. Ky arritje kërkimore jo vetëm që ofron ide të reja për zhvillimin e fotodetektorëve të materialeve me dimensione të ulëta, por gjithashtu ofron referenca të reja për kërkimin dhe zhvillimin e ardhshëm të pajisjeve optoelektronike me performancë të lartë dhe me fuqi të ulët.
Koha e postimit: 27 gusht 2025