कमी-आयामी हिमस्खलन फोटोडिटेक्टरवरील नवीन संशोधन

कमी-आयामी हिमस्खलन फोटोडिटेक्टरवरील नवीन संशोधन

कमी-प्रकाश इमेजिंग, रिमोट सेन्सिंग आणि टेलिमेट्री, तसेच क्वांटम कम्युनिकेशनसारख्या क्षेत्रात काही-फोटॉन किंवा अगदी सिंगल-फोटॉन तंत्रज्ञानाच्या उच्च-संवेदनशीलता शोधण्यामध्ये महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग शक्यता आहेत. त्यापैकी, हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर (APD) त्यांच्या लहान आकारामुळे, उच्च कार्यक्षमता आणि सुलभ एकत्रीकरणामुळे ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण संशोधनाच्या क्षेत्रात एक महत्त्वाची दिशा बनले आहेत. सिग्नल-टू-नॉइज रेशो (SNR) हा APD फोटोडिटेक्टरचा एक महत्त्वाचा सूचक आहे, ज्याला उच्च लाभ आणि कमी गडद प्रवाह आवश्यक आहे. द्विमितीय (2D) मटेरियल व्हॅन डेर वाल्स हेटेरोजंक्शनवरील संशोधन उच्च-कार्यक्षमता APD च्या विकासात व्यापक शक्यता दर्शविते. चीनमधील संशोधकांनी प्रकाशसंवेदनशील मटेरियल म्हणून द्विध्रुवीय द्विमितीय अर्धसंवाहक मटेरियल WSe₂ निवडले आणि काळजीपूर्वक Pt/WSe₂/Ni रचना तयार केली.एपीडी फोटोडिटेक्टरपारंपारिक APD च्या अंतर्निहित गेन नॉइज समस्येचे निराकरण करण्यासाठी सर्वोत्तम जुळणारे कार्य कार्यासह.

संशोधकांनी एक प्रस्ताव मांडला आहेहिमस्खलन फोटोडिटेक्टरPt/WSe₂/Ni रचनेवर आधारित, खोलीच्या तापमानावर fW पातळीवर अत्यंत कमकुवत प्रकाश सिग्नलचे अत्यंत संवेदनशील शोध साध्य केले. त्यांनी उत्कृष्ट विद्युत गुणधर्म असलेले द्विमितीय अर्धवाहक पदार्थ WSe₂ निवडले आणि ते Pt आणि Ni इलेक्ट्रोड पदार्थांसह एकत्रित करून एक नवीन प्रकारचा हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर यशस्वीरित्या विकसित केला. Pt, WSe₂ आणि Ni मधील कार्य कार्य जुळवून अचूकपणे ऑप्टिमाइझ करून, एक वाहतूक यंत्रणा तयार केली गेली जी प्रभावीपणे गडद वाहकांना ब्लॉक करू शकते आणि निवडकपणे फोटोजनरेटेड वाहकांना त्यातून जाण्याची परवानगी देते. ही यंत्रणा वाहक प्रभाव आयनीकरणामुळे होणारा अतिरिक्त आवाज लक्षणीयरीत्या कमी करते, ज्यामुळे फोटोडिटेक्टर अत्यंत कमी आवाज पातळीवर अत्यंत संवेदनशील ऑप्टिकल सिग्नल शोध साध्य करू शकतो.

या अभ्यासातून कार्यक्षमता वाढवण्यामध्ये मटेरियल इंजिनिअरिंग आणि इंटरफेस ऑप्टिमायझेशनची महत्त्वाची भूमिका दिसून येते.फोटोडिटेक्टर. इलेक्ट्रोड आणि द्विमितीय पदार्थांच्या कल्पक डिझाइनद्वारे, गडद वाहकांचा संरक्षणात्मक प्रभाव साध्य झाला, ज्यामुळे आवाजाचा हस्तक्षेप लक्षणीयरीत्या कमी झाला आणि शोध कार्यक्षमता आणखी सुधारली. या डिटेक्टरची कार्यक्षमता केवळ त्याच्या फोटोइलेक्ट्रिक वैशिष्ट्यांमध्येच प्रतिबिंबित होत नाही, तर त्याच्या वापराच्या विस्तृत शक्यता देखील आहेत. खोलीच्या तपमानावर गडद प्रवाह प्रभावीपणे रोखणे आणि फोटोजनरेटेड वाहकांचे कार्यक्षम शोषण यामुळे, हे फोटोडिटेक्टर पर्यावरणीय देखरेख, खगोलशास्त्रीय निरीक्षण आणि ऑप्टिकल कम्युनिकेशनसारख्या क्षेत्रात कमकुवत प्रकाश सिग्नल शोधण्यासाठी विशेषतः योग्य आहे. हे संशोधन यश केवळ कमी-आयामी मटेरियल फोटोडिटेक्टरच्या विकासासाठी नवीन कल्पना प्रदान करत नाही तर उच्च-कार्यक्षमता आणि कमी-शक्तीच्या ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या भविष्यातील संशोधन आणि विकासासाठी नवीन संदर्भ देखील प्रदान करते.