NuevoFotodetector de alta sensibilidad
Recientemente, un equipo de investigación de la Academia de Ciencias de China (CAS) basado en materiales de óxido de galio rico en galio policristalino (PGR-GAOX) propuso por primera vez una nueva estrategia de diseño para alta sensibilidad y alta velocidad de respuesta alta altafotodetectorA través de los efectos de la interfaz de interfaz acoplada y los efectos de la fotoconductividad, y la investigación relevante se publicó en Materiales avanzados. De alta energíadetectores fotoeléctricos(Para las ultravioletas profundas (DUV) a las bandas de rayos X) son críticos en una variedad de campos, incluidas la seguridad nacional, la medicina y la ciencia industrial.
Sin embargo, los materiales semiconductores actuales como SI y α-SE tienen los problemas de una gran corriente de fuga y un coeficiente de absorción de rayos X bajo, lo que es difícil para satisfacer las necesidades de detección de alto rendimiento. En contraste, los materiales de óxido de galio semiconductores de brecha de banda ancha (WBG) muestran un gran potencial para la detección fotoeléctrica de alta energía. Sin embargo, debido a la inevitable trampa de nivel profundo en el lado del material y la falta de diseño efectivo en la estructura del dispositivo, es difícil realizar detectores de fotones de alta energía de alta sensibilidad y alta velocidad basadas en semiconductores de brecha de banda ancha. Para abordar estos desafíos, un equipo de investigación en China ha diseñado un diodo fotoconductivo piroeléctrico (PPD) basado en PGR-GAOX por primera vez. Al acoplar el efecto piroeléctrico de la interfaz con el efecto de fotoconductividad, el rendimiento de detección mejora significativamente. El PPD mostró una alta sensibilidad a los rayos DUV y X, con tasas de respuesta de hasta 104a/W y 105 × Gyair-1/CM2, respectivamente, más de 100 veces más altas que los detectores anteriores de materiales similares. Además, el efecto piroeléctrico de la interfaz causado por la simetría polar de la región de agotamiento PGR-GAOX puede aumentar la velocidad de respuesta del detector en 105 veces a 0.1 ms. En comparación con los fotodiodos convencionales, los PPD en modo autopotencias producen ganancias más altas debido a los campos piroeléctricos durante la conmutación de luz.
Además, el PPD puede funcionar en modo de sesgo, donde la ganancia depende en gran medida del voltaje de polarización, y se puede lograr una ganancia ultra alta al aumentar el voltaje de polarización. PPD tiene un gran potencial de aplicación en los sistemas de mejora de imágenes de bajo consumo de energía y alta sensibilidad. Este trabajo no solo prueba que Gaox es un prometedorfotodetector de alta energíaMaterial, pero también proporciona una nueva estrategia para realizar fotodetectores de alto rendimiento de alta energía.
Tiempo de publicación: septiembre-10-2024