Fotodetektora berfa şelalê ya înfrared a asta nizm

Infraredê asta nizmfotodetektora berfê

Fotodetektora berfa înfrared (Fotodetektora APD) çînek jicîhazên fotoelektrîkî yên nîvconductorku bi rêya bandora îyonîzasyona pevçûnê qezencek bilind çêdikin, da ku şiyana tespîtkirina çend fotonan an jî fotonên yekane bi dest bixin. Lêbelê, di avahiyên fotodetektorên APD yên kevneşopî de, pêvajoya belavbûna hilgirê ne-hevsengiyê dibe sedema windabûna enerjiyê, da ku voltaja eşika berfê bi gelemperî hewce bike ku bigihîje 50-200 V. Ev yek daxwazên bilindtir li ser voltaja ajotinê ya cîhazê û sêwirana devreya xwendinê dixe, lêçûnan zêde dike û serîlêdanên berfirehtir sînordar dike.

Di demên dawî de, lêkolînek Çînî avahiyek nû ya detektora berfê ya nêzîkî înfrared bi voltaja eşika berfê ya nizm û hesasiyetek bilind pêşniyar kiriye. Li ser bingeha homojunctiona xwe-dopkirî ya qata atomî, fotodetektora berfê belavbûna zirardar a ku ji hêla rewşa kêmasiya navrûyê ve çêdibe çareser dike ku di heterojunctionê de neçar e. Di heman demê de, zeviya elektrîkê ya "lûtkeya" herêmî ya bihêz a ku ji hêla şikandina sîmetrîya wergerê ve çêdibe tê bikar anîn da ku têkiliya coulomb di navbera hilgiran de zêde bike, belavbûna ku moda fononê ya ne-balafirî serdest e tepeser bike, û karîgeriya duqat a bilind a hilgirên ne-hevsengiyê bi dest bixe. Di germahiya odeyê de, enerjiya eşikê nêzîkî sînorê teorîk Eg e (Eg valahiya bendê ya nîvconductor e) û hesasiyeta tespîtkirinê ya detektora berfê ya înfrared heya asta 10000 foton e.

Ev lêkolîn li ser bingeha homojunctiona tungsten diselenid (WSe₂) ya xwe-dopkirî ya qata atomê (kalkogenîda metala veguhêz a du-alî, TMD) wekî navgînek qezenckirinê ji bo lehiyên hilgirê bargiraniyê ye. Şikandina sîmetrîya wergerandina fezayî bi sêwirandina mutasyonek gavê topografyayê tê bidestxistin da ku zeviyek elektrîkê ya "stûk" a herêmî ya bihêz li ser rûbera homojunctiona mutant çêbike.

Herwiha, qalindahiya atomî dikare mekanîzmaya belavbûnê ya ku ji hêla moda fononê ve serdest e bitepisîne, û pêvajoya lezandin û pirbûna hilgirê ne-hevsengiyê bi windahiyek pir kêm pêk bîne. Ev enerjiya eşika beravê di germahiya odeyê de nêzîkî sînorê teorîk dike, ango valahiya benda materyalê nîvconductor Mînak. Voltaja eşika beravê ji 50 V daket 1.6 V, ku rê da lêkolîneran ku çerxên dîjîtal ên voltaja nizm ên gihîştî bikar bînin da ku beravê bimeşînin.fotodetektorher weha dîod û tranzîstorên ajotinê. Ev lêkolîn veguherîn û karanîna bi bandor a enerjiya hilgirê ne-hevsengiyê bi rêya sêwirana bandora pirbûna şelalê ya asta nizm pêk tîne, ku perspektîfek nû ji bo pêşkeftina nifşê din ê teknolojiya tespîtkirina şelalê ya înfrared a pir hesas, asta nizm û qezenca bilind peyda dike.