Mớimáy dò quang có độ nhạy cao
Gần đây, một nhóm nghiên cứu tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) đã lần đầu tiên đề xuất một chiến lược thiết kế mới dựa trên vật liệu oxit gali giàu gali đa tinh thể (PGR-GaOX) nhằm đạt được độ nhạy cao và tốc độ phản hồi nhanh.bộ tách sóng quangThông qua sự kết hợp giữa hiệu ứng nhiệt điện và quang dẫn tại giao diện, và nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí Advanced Materials. High-energy.đầu dò quang điện(Từ dải tia cực tím sâu (DUV) đến tia X) rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm an ninh quốc gia, y học và khoa học công nghiệp.
Tuy nhiên, các vật liệu bán dẫn hiện nay như Si và α-Se gặp phải vấn đề dòng rò lớn và hệ số hấp thụ tia X thấp, khó đáp ứng được nhu cầu phát hiện hiệu suất cao. Ngược lại, vật liệu oxit gali bán dẫn có dải năng lượng rộng (WBG) cho thấy tiềm năng lớn trong phát hiện quang điện năng lượng cao. Tuy nhiên, do sự tồn tại không thể tránh khỏi của bẫy mức sâu ở phía vật liệu và thiếu thiết kế hiệu quả về cấu trúc thiết bị, việc chế tạo các bộ детектор photon năng lượng cao có độ nhạy cao và tốc độ phản hồi nhanh dựa trên chất bán dẫn có dải năng lượng rộng là một thách thức. Để giải quyết những thách thức này, một nhóm nghiên cứu tại Trung Quốc đã thiết kế một điốt quang dẫn nhiệt điện (PPD) dựa trên PGR-GaOX lần đầu tiên. Bằng cách kết hợp hiệu ứng nhiệt điện giao diện với hiệu ứng quang dẫn, hiệu suất phát hiện được cải thiện đáng kể. PPD cho thấy độ nhạy cao đối với cả tia DUV và tia X, với tốc độ phản hồi lần lượt lên đến 104A/W và 105μC×Gyair-1/cm2, cao hơn hơn 100 lần so với các bộ детектор trước đây được làm từ các vật liệu tương tự. Ngoài ra, hiệu ứng nhiệt điện giao diện gây ra bởi tính đối xứng phân cực của vùng suy giảm PGR-GaOX có thể tăng tốc độ phản hồi của bộ детектор lên 105 lần, đạt 0,1ms. So với các điốt quang thông thường, chế độ tự cấp nguồn PPDS tạo ra độ khuếch đại cao hơn nhờ trường nhiệt điện trong quá trình chuyển mạch ánh sáng.
Ngoài ra, PPD có thể hoạt động ở chế độ phân cực, trong đó độ khuếch đại phụ thuộc rất nhiều vào điện áp phân cực, và có thể đạt được độ khuếch đại cực cao bằng cách tăng điện áp phân cực. PPD có tiềm năng ứng dụng lớn trong các hệ thống tăng cường hình ảnh có mức tiêu thụ năng lượng thấp và độ nhạy cao. Công trình này không chỉ chứng minh rằng GaOX là một vật liệu đầy triển vọng.máy dò quang năng lượng caoVật liệu này không chỉ cung cấp một chiến lược mới để hiện thực hóa các bộ tách sóng quang năng lượng cao hiệu suất cao.
Thời gian đăng bài: 10/09/2024