Performansa bilind a xweserfotodetektora înfrared
înfraredfotodetektorxwedî taybetmendiyên şiyana dijî-destwerdanê ya bihêz, şiyana naskirina hedefê ya bihêz, xebitandina di hemî hewayê de û veşartina baş e. Ew di warên wekî bijîşkî, leşkerî, teknolojiya fezayê û endezyariya jîngehê de rolek girîng dilîze. Di nav wan de, xwesertespîtkirina fotoelektrîkîÇîpek ku dikare bêyî dabînkirina hêzê ya derveyî bi awayekî serbixwe bixebite, di warê tespîtkirina înfrared de ji ber performansa xwe ya bêhempa (wek serxwebûna enerjiyê, hesasiyet û aramiya bilind, hwd.) bala berfireh kişandiye. Berevajî vê, çîpên tespîtkirina fotoelektrîkî yên kevneşopî, wekî çîpên înfrared ên li ser bingeha silîkonê an jî nîvconductorên tengbandgap, ne tenê ji bo veqetîna hilgirên fotoçêkirî ji bo hilberandina fotoherikên ajotinê voltajên alîgir ên zêde hewce dikin, lê di heman demê de ji bo kêmkirina dengê germî û baştirkirina bersivdayînê jî pergalên sarkirinê yên zêde hewce dikin. Ji ber vê yekê, di pêşerojê de, bicihanîna têgeh û hewcedariyên nû yên nifşê din ê çîpên tespîtkirina înfrared, wekî xerckirina enerjiyê ya kêm, mezinahiya piçûk, lêçûna kêm û performansa bilind, dijwar bûye.
Di demên dawî de, tîmên lêkolînê ji Çîn û Swêdê çîpek tespîtkirina fotoelektrîkî ya heterojunction-a înfrared a pêla kurt a xwe-ajotinê ya pin heterojunction pêşniyar kirin ku li ser bingeha fîlmên grafînê yên nanoribbon (GNR) / alumina / silîkona krîstala yekane ye. Di bin bandora hevbeş a bandora deriyê optîkî de ku ji hêla navrûya heterojen û zeviya elektrîkê ya çêkirî ve tê çalak kirin, çîpê performansa bersiv û tespîtkirinê ya pir bilind di voltaja sifir de nîşan da. Çîpa tespîtkirina fotoelektrîkî rêjeya bersivê ya A di moda xwe-ajotinê de digihîje 75.3 A/W, rêjeya tespîtkirinê ya 7.5 × 10¹⁴ Jones, û karîgeriya kuantumê ya derveyî nêzîkî 104% ye, ku performansa tespîtkirinê ya heman celeb çîpên li ser bingeha silîkonê bi rêjeyek rekord 7 rêzên mezinahî baştir dike. Wekî din, di bin moda ajotina kevneşopî de, rêjeya bersivê, rêjeya tespîtkirinê, û karîgeriya kuantumê ya derveyî hemî bi rêzê ve digihîje 843 A/W, 10¹⁵ Jones, û 105%, ku hemî nirxên herî bilind ên ku di lêkolînên heyî de hatine ragihandin in. Di heman demê de, vê lêkolînê sepandina rastîn a çîpa tespîtkirina fotoelektrîkî di warên ragihandina optîkî û wênekêşiya înfrared de jî nîşan da, û potansiyela wê ya mezin a serîlêdanê destnîşan kir.
Ji bo ku performansa fotoelektrîkî ya fotodetektorê li ser bingeha nanoribbonên grafînê /Al₂O₃/ silîkona krîstal a yekane were lêkolîn kirin, lêkolîneran bersivên wê yên statîk (xêza voltaja niha-bilind) û dînamîk (xêza dema niha-bilind) ceribandin. Ji bo nirxandina sîstematîk a taybetmendiyên bersiva optîkî ya fotodetektora heterostruktura silîkona monokrîstal a grafînê /Al₂O₃/ di bin voltaja alîgirê ya cûda de, lêkolîneran bersiva ceryana dînamîk a cîhazê di alîgiriyên 0 V, -1 V, -3 V û -5 V de, bi dendika hêza optîkî ya 8.15 μW/cm² pîvan. Fotoceryana bi alîgirê berevajî zêde dibe û di hemî voltaja alîgirê de leza bersivê ya bilez nîşan dide.
Di dawiyê de, lêkolîneran sîstemeke wênekirinê çêkirin û bi serkeftî wênekirina xweser a înfraredê ya pêla kurt bi dest xistin. Sîstem di bin meyldariya sifir de dixebite û qet xerckirina enerjiyê nake. Kapasîteya wênekirinê ya fotodetektorê bi karanîna maskeke reş bi şêweya tîpa "T" hate nirxandin (wekî ku di Wêne 1 de tê xuyang kirin).
Di encamê de, vê lêkolînê bi serkeftî fotodetektorên xweser ên li ser bingeha nanorîbonên grafînê çêkirin û rêjeyek bersivdayînê ya bilind a rekordşikêner bi dest xistin. Di heman demê de, lêkolîneran bi serkeftî şiyanên ragihandina optîkî û wênekirinê yên vê nîşan dan.fotodetektorek pir bersivdayîEv destkeftiya lêkolînê ne tenê rêbazek pratîkî ji bo pêşxistina nanorîbonên grafînê û cîhazên optoelektronîkî yên li ser bingeha silîkonê peyda dike, lê di heman demê de performansa wan a hêja wekî fotodetektorên înfrared ên pêla kurt ên xweser nîşan dide.
Dema weşandinê: 28ê Nîsanê-2025