नवीन उच्च संवेदनशीलता फोटोडिटेक्टर

नवीनउच्च संवेदनशीलता फोटोडिटेक्टर

अलीकडेच, पॉलिक्रिस्टलाइन गॅलियम-समृद्ध गॅलियम ऑक्साईड मटेरिअल्स (पीजीआर-गॅओएक्स) वर आधारित चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेस (सीएएस) मधील संशोधन पथकाने प्रथमच उच्च संवेदनशीलता आणि उच्च प्रतिसाद गतीसाठी नवीन डिझाइन धोरण प्रस्तावित केले आहे.फोटोडिटेक्टरयुग्मित इंटरफेस पायरोइलेक्ट्रिक आणि फोटोकंडक्टिव्हिटी इफेक्टद्वारे, आणि संबंधित संशोधन प्रगत सामग्रीमध्ये प्रकाशित केले गेले. उच्च-ऊर्जाफोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर(डीप अल्ट्राव्हायोलेट (DUV) ते क्ष-किरण बँडसाठी) राष्ट्रीय सुरक्षा, वैद्यक आणि औद्योगिक विज्ञान यासह विविध क्षेत्रात महत्त्वपूर्ण आहेत.

तथापि, Si आणि α-Se सारख्या वर्तमान सेमीकंडक्टर सामग्रीमध्ये मोठ्या प्रमाणात गळती करंट आणि कमी एक्स-रे शोषण गुणांकाची समस्या आहे, जी उच्च-कार्यक्षमता शोधण्याच्या गरजा पूर्ण करणे कठीण आहे. याउलट, वाइड-बँड गॅप (WBG) सेमीकंडक्टर गॅलियम ऑक्साईड सामग्री उच्च-ऊर्जा फोटोइलेक्ट्रिक शोधण्याची उत्तम क्षमता दर्शवते. तथापि, भौतिक बाजूच्या अपरिहार्य खोल पातळीच्या सापळ्यामुळे आणि उपकरणाच्या संरचनेवर प्रभावी डिझाइनच्या अभावामुळे, वाइड-बँड गॅप सेमीकंडक्टरवर आधारित उच्च संवेदनशीलता आणि उच्च प्रतिसाद गती उच्च ऊर्जा फोटॉन डिटेक्टर ओळखणे आव्हानात्मक आहे. या आव्हानांना तोंड देण्यासाठी, चीनमधील एका संशोधन संघाने प्रथमच PGR-GaOX वर आधारित पायरोइलेक्ट्रिक फोटोकंडक्टिव्ह डायोड (PPD) डिझाइन केले आहे. इंटरफेस पायरोइलेक्ट्रिक इफेक्टला फोटोकंडक्टिव्हिटी इफेक्टसह जोडून, ​​शोध कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारली आहे. PPD ने अनुक्रमे 104A/W आणि 105μC×Gyair-1/cm2 पर्यंत प्रतिसाद दरांसह, DUV आणि क्ष-किरण दोन्हीसाठी उच्च संवेदनशीलता दर्शविली, समान सामग्रीपासून बनवलेल्या मागील डिटेक्टरपेक्षा 100 पट जास्त. याशिवाय, PGR-GaOX कमी होण्याच्या क्षेत्राच्या ध्रुवीय सममितीमुळे होणारा इंटरफेस पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव डिटेक्टरच्या प्रतिसादाची गती 105 पटीने 0.1ms पर्यंत वाढवू शकतो. पारंपारिक फोटोडायोड्सच्या तुलनेत, स्व-चालित मोड PPDS प्रकाश स्विचिंग दरम्यान पायरोइलेक्ट्रिक फील्डमुळे जास्त नफा निर्माण करतो.

याशिवाय, PPD बायस मोडमध्ये काम करू शकते, जेथे लाभ हा बायस व्होल्टेजवर जास्त अवलंबून असतो आणि बायस व्होल्टेज वाढवून अल्ट्रा-हाय गेन मिळवता येतो. PPD मध्ये कमी ऊर्जेचा वापर आणि उच्च संवेदनशीलता इमेजिंग वर्धित प्रणालींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर अनुप्रयोग क्षमता आहे. हे कार्य केवळ GaOX हे आश्वासक असल्याचे सिद्ध करत नाहीउच्च ऊर्जा फोटोडिटेक्टरसाहित्य, परंतु उच्च कार्यक्षमतेच्या उच्च उर्जा फोटोडिटेक्टर्सची जाणीव करण्यासाठी एक नवीन धोरण देखील प्रदान करते.