नया उच्च संवेदनशीलता फोटोडिटेक्टर

नयाउच्च संवेदनशीलता फोटोडिटेक्टर

हाल ही में, पॉलीक्रिस्टलाइन गैलियम-समृद्ध गैलियम ऑक्साइड सामग्री (PGR-GaOX) पर आधारित चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (CAS) की एक शोध टीम ने पहली बार उच्च संवेदनशीलता और उच्च प्रतिक्रिया गति के लिए एक नई डिजाइन रणनीति का प्रस्ताव रखा है।फोटोडिटेक्टरयुग्मित इंटरफ़ेस पाइरोइलेक्ट्रिक और फोटोकंडक्टिविटी प्रभावों के माध्यम से, और प्रासंगिक शोध उन्नत सामग्री में प्रकाशित किया गया था। उच्च ऊर्जाफोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर(गहरे पराबैंगनी (डीयूवी) से एक्स-रे बैंड के लिए) राष्ट्रीय सुरक्षा, चिकित्सा और औद्योगिक विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण हैं।

हालाँकि, वर्तमान अर्धचालक सामग्री जैसे Si और α-Se में बड़े रिसाव वर्तमान और कम एक्स-रे अवशोषण गुणांक की समस्याएं हैं, जो उच्च-प्रदर्शन का पता लगाने की जरूरतों को पूरा करना मुश्किल है। इसके विपरीत, वाइड-बैंड गैप (डब्ल्यूबीजी) सेमीकंडक्टर गैलियम ऑक्साइड सामग्री उच्च-ऊर्जा फोटोइलेक्ट्रिक पहचान के लिए काफी संभावनाएं दिखाती है। हालांकि, सामग्री पक्ष पर अपरिहार्य गहरे स्तर के जाल और डिवाइस संरचना पर प्रभावी डिजाइन की कमी के कारण, वाइड-बैंड गैप अर्धचालकों के आधार पर उच्च संवेदनशीलता और उच्च प्रतिक्रिया गति उच्च ऊर्जा फोटॉन डिटेक्टरों का एहसास करना चुनौतीपूर्ण है। इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, चीन की एक शोध टीम ने पहली बार PGR-GaOX पर आधारित एक पायरोइलेक्ट्रिक फोटोकंडक्टिव डायोड (PPD) डिजाइन किया है। इंटरफ़ेस पाइरोइलेक्ट्रिक प्रभाव को फोटोकंडक्टिविटी प्रभाव के साथ जोड़कर, पता लगाने के प्रदर्शन में काफी सुधार होता है। पीपीडी ने DUV और इसके अलावा, PGR-GaOX रिक्तीकरण क्षेत्र की ध्रुवीय समरूपता के कारण होने वाला इंटरफ़ेस पाइरोइलेक्ट्रिक प्रभाव डिटेक्टर की प्रतिक्रिया गति को 105 गुना से 0.1ms तक बढ़ा सकता है। पारंपरिक फोटोडायोड की तुलना में, स्व-संचालित मोड पीपीडीएस प्रकाश स्विचिंग के दौरान पायरोइलेक्ट्रिक क्षेत्रों के कारण अधिक लाभ उत्पन्न करता है।

इसके अलावा, पीपीडी बायस मोड में काम कर सकता है, जहां लाभ बायस वोल्टेज पर अत्यधिक निर्भर होता है, और बायस वोल्टेज को बढ़ाकर अल्ट्रा-हाई गेन प्राप्त किया जा सकता है। पीपीडी में कम ऊर्जा खपत और उच्च संवेदनशीलता इमेजिंग वृद्धि प्रणालियों में बड़ी अनुप्रयोग क्षमता है। यह कार्य न केवल यह सिद्ध करता है कि GaOX आशाजनक हैउच्च ऊर्जा फोटोडिटेक्टरसामग्री, लेकिन उच्च प्रदर्शन उच्च ऊर्जा फोटोडिटेक्टरों को साकार करने के लिए एक नई रणनीति भी प्रदान करती है।