कमी थ्रेशोल्ड इन्फ्रारेडहिमस्खलन फोटोडिटेक्टर
इन्फ्रारेड हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर (एपीडी फोटोडिटेक्टर) हा एक वर्ग आहेअर्धवाहक प्रकाशविद्युत उपकरणेजे टक्कर आयनीकरण परिणामाद्वारे उच्च लाभ निर्माण करतात, ज्यामुळे काही फोटॉन किंवा अगदी एकल फोटॉनची शोध क्षमता प्राप्त होते. तथापि, पारंपारिक APD फोटोडिटेक्टर संरचनांमध्ये, समतोल नसलेल्या वाहक विखुरण्याच्या प्रक्रियेमुळे ऊर्जा कमी होते, ज्यामुळे हिमस्खलन थ्रेशोल्ड व्होल्टेज सामान्यतः 50-200 V पर्यंत पोहोचणे आवश्यक असते. यामुळे डिव्हाइसच्या ड्राइव्ह व्होल्टेज आणि रीडआउट सर्किट डिझाइनवर जास्त मागणी येते, ज्यामुळे खर्च वाढतो आणि विस्तृत अनुप्रयोग मर्यादित होतात.
अलिकडेच, चिनी संशोधनाने कमी हिमस्खलन थ्रेशोल्ड व्होल्टेज आणि उच्च संवेदनशीलतेसह इन्फ्रारेड डिटेक्टर जवळ हिमस्खलनाची एक नवीन रचना प्रस्तावित केली आहे. अणु थराच्या स्व-डोपिंग होमोजंक्शनवर आधारित, हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर हेटरोजंक्शनमध्ये अपरिहार्य असलेल्या इंटरफेस दोष स्थितीमुळे होणारे हानिकारक स्कॅटरिंग सोडवते. दरम्यान, ट्रान्सलेशन सममिती ब्रेकिंगद्वारे प्रेरित मजबूत स्थानिक "पीक" इलेक्ट्रिक फील्डचा वापर वाहकांमधील कूलॉम्ब परस्परसंवाद वाढविण्यासाठी, ऑफ-प्लेन फोनॉन मोड प्रबळ स्कॅटरिंग दाबण्यासाठी आणि गैर-समतोल वाहकांची उच्च दुप्पट कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी केला जातो. खोलीच्या तापमानावर, थ्रेशोल्ड ऊर्जा सैद्धांतिक मर्यादेच्या जवळ असते उदा (उदा हा सेमीकंडक्टरचा बँड गॅप आहे) आणि इन्फ्रारेड हिमस्खलन डिटेक्टरची शोध संवेदनशीलता 10000 फोटॉन पातळीपर्यंत असते.
हा अभ्यास अणू-स्तर स्व-डोप्ड टंगस्टन डिसेलेनाइड (WSe₂) होमोजंक्शन (द्विमितीय संक्रमण धातू चॅल्कोजेनाइड, TMD) वर आधारित आहे जो चार्ज कॅरियर हिमस्खलनांसाठी एक लाभ माध्यम आहे. उत्परिवर्ती होमोजंक्शन इंटरफेसवर एक मजबूत स्थानिक "स्पाइक" विद्युत क्षेत्र प्रेरित करण्यासाठी स्थलाकृतिक चरण उत्परिवर्तन डिझाइन करून स्थानिक भाषांतर सममिती ब्रेकिंग साध्य केले जाते.
याव्यतिरिक्त, अणु जाडी फोनॉन मोडद्वारे वर्चस्व असलेल्या स्कॅटरिंग यंत्रणेला दाबू शकते आणि खूप कमी नुकसानासह असंतुलन वाहकाची प्रवेग आणि गुणाकार प्रक्रिया साध्य करू शकते. यामुळे खोलीच्या तापमानावर हिमस्खलन थ्रेशोल्ड ऊर्जा सैद्धांतिक मर्यादेच्या जवळ येते म्हणजेच अर्धसंवाहक सामग्री बँडगॅप उदा. हिमस्खलन थ्रेशोल्ड व्होल्टेज 50 V वरून 1.6 V पर्यंत कमी करण्यात आला, ज्यामुळे संशोधकांना हिमस्खलन चालविण्यासाठी परिपक्व कमी-व्होल्टेज डिजिटल सर्किट वापरण्याची परवानगी मिळाली.फोटोडिटेक्टरतसेच ड्राइव्ह डायोड आणि ट्रान्झिस्टर. हा अभ्यास कमी थ्रेशोल्ड हिमस्खलन गुणाकार परिणामाच्या डिझाइनद्वारे असंतुलन नसलेल्या वाहक उर्जेचे कार्यक्षम रूपांतरण आणि वापर साकार करतो, जो अत्यंत संवेदनशील, कमी थ्रेशोल्ड आणि उच्च लाभ हिमस्खलन इन्फ्रारेड शोध तंत्रज्ञानाच्या पुढील पिढीच्या विकासासाठी एक नवीन दृष्टीकोन प्रदान करतो.
पोस्ट वेळ: एप्रिल-१६-२०२५