नवीन उच्च संवेदनशीलता फोटोडिटेक्टर

नवीनउच्च संवेदनशीलता फोटोडिटेक्टर

अलीकडेच, चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेस (CAS) येथील एका संशोधन संघाने, पॉलीक्रिस्टलाइन गॅलियम-समृद्ध गॅलियम ऑक्साइड मटेरियल्स (PGR-GaOX) वर आधारित, उच्च संवेदनशीलता आणि उच्च प्रतिसाद गतीसाठी प्रथमच एक नवीन डिझाइन धोरण प्रस्तावित केले आहे.फोटोडिटेक्टरजोडलेल्या इंटरफेस पायरोइलेक्ट्रिक आणि फोटोकंडक्टिव्हिटी प्रभावांद्वारे, आणि संबंधित संशोधन 'ॲडव्हान्स्ड मटेरियल्स'मध्ये प्रकाशित झाले. उच्च-ऊर्जाफोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर(अतिनील (DUV) ते क्ष-किरण पट्ट्यांसाठी) राष्ट्रीय सुरक्षा, वैद्यकशास्त्र आणि औद्योगिक विज्ञान यांसारख्या विविध क्षेत्रांमध्ये महत्त्वपूर्ण आहेत.

तथापि, सध्याच्या Si आणि α-Se सारख्या सेमीकंडक्टर पदार्थांमध्ये मोठ्या लीकेज करंटची आणि कमी एक्स-रे शोषण गुणांकाची समस्या आहे, ज्यामुळे उच्च-कार्यक्षमतेच्या डिटेक्शनच्या गरजा पूर्ण करणे कठीण होते. याउलट, वाइड-बँड गॅप (WBG) सेमीकंडक्टर गॅलियम ऑक्साइड पदार्थ उच्च-ऊर्जा फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शनसाठी मोठी क्षमता दर्शवतात. तथापि, पदार्थाच्या बाजूला अपरिहार्य डीप लेव्हल ट्रॅप आणि डिव्हाइसच्या संरचनेच्या प्रभावी डिझाइनच्या अभावामुळे, वाइड-बँड गॅप सेमीकंडक्टरवर आधारित उच्च संवेदनशीलता आणि उच्च प्रतिसाद गती असलेले उच्च-ऊर्जा फोटॉन डिटेक्टर साकारणे आव्हानात्मक आहे. या आव्हानांना सामोरे जाण्यासाठी, चीनमधील एका संशोधन संघाने प्रथमच PGR-GaOX वर आधारित पायरोइलेक्ट्रिक फोटोकंडक्टिव्ह डायोड (PPD) डिझाइन केला आहे. इंटरफेस पायरोइलेक्ट्रिक इफेक्टला फोटोकंडक्टिव्हिटी इफेक्टसोबत जोडून, ​​डिटेक्शनची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारली आहे. PPD ने DUV आणि X-किरण या दोन्हींप्रति उच्च संवेदनशीलता दर्शवली, ज्याचा प्रतिसाद दर अनुक्रमे 104A/W आणि 105μC×Gyair-1/cm2 पर्यंत होता, जो समान सामग्रीपासून बनवलेल्या पूर्वीच्या डिटेक्टरपेक्षा 100 पटींहून अधिक आहे. याव्यतिरिक्त, PGR-GaOX डिप्लेशन रिजनच्या ध्रुवीय सममितीमुळे होणारा इंटरफेस पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव डिटेक्टरचा प्रतिसाद वेग 105 पटींनी वाढवून 0.1ms पर्यंत आणू शकतो. पारंपारिक फोटोडायोडच्या तुलनेत, सेल्फ-पावर्ड मोड PPDS प्रकाश स्विचिंग दरम्यान पायरोइलेक्ट्रिक क्षेत्रांमुळे उच्च गेन निर्माण करतात.

याव्यतिरिक्त, PPD बायस मोडमध्ये कार्य करू शकते, जिथे गेन हा बायस व्होल्टेजवर मोठ्या प्रमाणात अवलंबून असतो आणि बायस व्होल्टेज वाढवून अति-उच्च गेन मिळवता येतो. कमी ऊर्जा वापर आणि उच्च संवेदनशीलता असलेल्या इमेजिंग एन्हांसमेंट सिस्टीममध्ये PPD ला मोठी उपयोजन क्षमता आहे. हे कार्य केवळ हेच सिद्ध करत नाही की GaOX एक आशादायक आहे.उच्च ऊर्जा फोटोडिटेक्टरहे केवळ एक साहित्यच नाही, तर उच्च कार्यक्षमता आणि उच्च ऊर्जा असलेले फोटोडिटेक्टर्स साकारण्यासाठी एक नवीन रणनीती देखील प्रदान करते.