Новий фотодетектор високої чутливості

НовачокФотодетектор з високою чутливістю

Нещодавно дослідницька група в Китайській академії наук (CAS) на основі полікристалічних матеріалів оксиду галлієвого оксиду галій (PGR-GAOX) вперше запропонована новою стратегією дизайну для високої чутливості та високої швидкості реагуванняфотодетекторЗавдяки поєднаному інтерфейсу піроелектричних та фотопровідних ефектів, а також відповідні дослідження були опубліковані в передових матеріалах. Високоенергетичнийфотоелектричні детектори(Для глибокого ультрафіолетового (DUV) до рентгенівських груп) є критично важливими в різних галузях, включаючи національну безпеку, медицину та промислову науку.

Однак поточні напівпровідникові матеріали, такі як Si та α-SE, мають проблеми великого струму витоку та низького коефіцієнта поглинання рентгенівських променів, що важко задовольнити потреби високоефективного виявлення. На відміну від цього, напівпровідникові матеріали галійного оксиду галію (WBG) демонструють великий потенціал для високоенергетичного фотоелектричного виявлення. Однак, завдяки неминучій пастці глибокого рівня з боку матеріалу та відсутності ефективної конструкції на структурі пристрою, складно реалізувати високу чутливість та високу швидкість реагування високої енергетичної детектори фотонів на основі широкосмугових напівпровідників. Для вирішення цих викликів дослідницька група в Китаї розробила піроелектричний фотопровідний діод (PPD) на основі PGR-GAOX вперше. З'єднавши інтерфейс піроелектричний ефект з ефектом фотопровідності, продуктивність виявлення значно покращується. PPD виявляв високу чутливість як до ДУВ, так і до рентгенівських променів, при цьому швидкості відповіді до 104A/Вт і 105 мкК × Gyair-1/CM2 відповідно більше ніж у 100 разів вище, ніж попередні детектори, виготовлені з подібних матеріалів. Крім того, інтерфейс піроелектричний ефект, спричинений полярною симетрією області виснаження PGR-GAOX, може збільшити швидкість реакції детектора на 105 разів до 0,1 мс. Порівняно зі звичайними фотодіодами, PPD-режим, що працює на самостійному режимі, забезпечує більший приріст за рахунок піроелектричних полів під час перемикання світла.

Крім того, PPD може працювати в режимі зміщення, де посилення сильно залежить від напруги зміщення, а надвисокий приріст може бути досягнутий за рахунок збільшення напруги зміщення. PPD має великий потенціал застосування в низькому споживанні енергії та системах підвищення томографії з високою чутливістю. Ця робота не лише доводить, що Gaox є багатообіцяючимФотограмент високої енергіїМатеріал, але також забезпечує нову стратегію для реалізації високоефективних фотодетекторів високої енергії.