גלאי פוטו חדש לרגישות גבוהה

חָדָשׁפוטו -גלאי רגישות גבוה

לאחרונה, צוות מחקר באקדמיה הסינית למדעים (CAS) המבוסס על חומרי תחמוצת גליום עשירים בפולי-קריסטל גליום (PGR-GAOX) הציע לראשונה אסטרטגיית עיצוב חדשה לרגישות גבוהה ומהירות תגובה גבוהה גבוההגלאי פוטובאמצעות ממשק משולב השפעות פירואלקטריות ופוטו -מוליכות, והמחקר הרלוונטי פורסם בחומרים מתקדמים. אנרגיה גבוההגלאים פוטו -אלקטרוניים(עבור אולטרה סגול עמוק (DUV) ללהקות רנטגן) הם קריטיים במגוון תחומים, כולל ביטחון לאומי, רפואה ומדעי התעשייה.

עם זאת, לחומרי המוליכים למחצה הנוכחיים כמו SI ו- α-SE יש בעיות של זרם דליפה גדול ומקדם ספיגת רנטגן נמוך, שקשה לענות על צרכי גילוי הביצועים הגבוהים. לעומת זאת, חומרי תחמוצת הגליום למחצה של גאפ-פס רחב (WBG) מראים פוטנציאל גדול לגילוי פוטו-אלקטרוני גבוה. עם זאת, בשל המלכודת הרמה העמוקה הבלתי נמנעת בצד החומרי והיעדר תכנון יעיל במבנה המכשיר, זה מאתגר לממש רגישות גבוהה ומהירות תגובה גבוהה גלאי פוטונים באנרגיה גבוהה המבוססים על מוליכים למחצה פער רחב. כדי להתמודד עם אתגרים אלה, צוות מחקר בסין עיצב דיודה פוטו-מוליכה פירואלקטרית (PPD) המבוססת על PGR-GAOX לראשונה. על ידי חיבור האפקט הפירואלקטרי של הממשק עם אפקט המוליכות הפוטו, ביצועי הגילוי משופרים משמעותית. PPD הראה רגישות גבוהה הן ל- DUV והן לצילומי רנטגן, כאשר שיעורי התגובה של עד 104A/W ו- 105μC × GYAIR-1/CM2, בהתאמה, גבוהים פי מאה יותר מגלאים קודמים העשויים מחומרים דומים. בנוסף, ההשפעה הפירואלקטרית הממשקית הנגרמת כתוצאה מהסימטריה הקוטבית של אזור ההידלדלות PGR-GAOX יכולה להגדיל את מהירות התגובה של הגלאי פי 105 ל 0.1MS. בהשוואה לפוטודיודים קונבנציונליים, PPDs במצב המופעל על ידי עצמי מייצרים רווחים גבוהים יותר כתוצאה משדות פיירואלקטריים במהלך מיתוג אור.

בנוסף, PPD יכול לפעול במצב הטיה, כאשר הרווח תלוי מאוד במתח ההטיה, וניתן להשיג רווח גבוה במיוחד על ידי הגדלת מתח ההטיה. ל- PPD פוטנציאל יישום נהדר בצריכת אנרגיה נמוכה ובמערכות שיפור הדמיה רגישות גבוהה. עבודה זו לא רק מוכיחה ש- GAOX הוא מבטיחגלאי פוטו אנרגיה גבוההחומר, אך מספק גם אסטרטגיה חדשה למימוש פוטו -גלאי פוטו -אנרגיה גבוהה בעלת ביצועים גבוהים.