नया उच्च संवेदनशीलता फोटोडिटेक्टर

नयाउच्च संवेदनशीलता फोटो डिटेक्टर

हाल ही में, चीनी विज्ञान अकादमी (सीएएस) की एक शोध टीम ने पॉलीक्रिस्टलाइन गैलियम-समृद्ध गैलियम ऑक्साइड सामग्री (पीजीआर-गाओएक्स) पर आधारित उच्च संवेदनशीलता और उच्च प्रतिक्रिया गति के लिए पहली बार एक नई डिजाइन रणनीति प्रस्तावित की है।फोटोडिटेक्टरयुग्मित इंटरफ़ेस पाइरोइलेक्ट्रिक और फोटोकंडक्टिविटी प्रभावों के माध्यम से, और संबंधित शोध एडवांस्ड मैटेरियल्स में प्रकाशित हुआ था। उच्च ऊर्जाफोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर(गहरी पराबैंगनी (डीयूवी) से एक्स-रे बैंड के लिए) राष्ट्रीय सुरक्षा, चिकित्सा और औद्योगिक विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण हैं।

हालांकि, Si और α-Se जैसे मौजूदा अर्धचालक पदार्थों में बड़े रिसाव प्रवाह 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 (WBG) सेमीकंडक्टर गैलियम ऑक्साइड सामग्री उच्च-ऊर्जा फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन के लिए काफी क्षमता 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 पर आधारित उच्च संवेदनशीलता और उच्च प्रतिक्रिया गति वाले उच्च ऊर्जा फोटॉन डिटेक्टरों को साकार करना चुनौतीपूर्ण है। इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, चीन में एक शोध दल ने पहली बार PGR-GaOX पर आधारित एक पायरोइलेक्ट्रिक फोटोकॉन्डक्टिव डायोड (PPD) डिजाइन किया है। PPD ने DUV और X-रे दोनों के प्रति उच्च संवेदनशीलता दिखाई, जिसमें क्रमशः 104A/W और 105μC×Gyair-1/cm2 तक की प्रतिक्रिया दर थी, जो समान सामग्रियों से बने पिछले डिटेक्टरों की तुलना में 100 गुना अधिक थी। इसके अलावा, PGR-GaOX कमी क्षेत्र की ध्रुवीय समरूपता के कारण होने वाला इंटरफ़ेस पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव डिटेक्टर की प्रतिक्रिया गति को 105 गुना बढ़ाकर 0.1ms कर सकता है। पारंपरिक फोटोडायोड की तुलना में, स्व-संचालित मोड PPDS प्रकाश स्विचिंग के दौरान पायरोइलेक्ट्रिक क्षेत्रों के कारण उच्च लाभ उत्पन्न करते हैं।

इसके अलावा, PPD बायस मोड में काम कर सकता है, जहाँ लाभ बायस वोल्टेज पर अत्यधिक निर्भर होता है, और बायस वोल्टेज को बढ़ाकर अल्ट्रा-हाई लाभ प्राप्त किया जा सकता है। PPD में कम ऊर्जा खपत और उच्च संवेदनशीलता इमेजिंग वृद्धि प्रणालियों में महान अनुप्रयोग क्षमता है। यह कार्य न केवल यह साबित करता है कि GaOX एक आशाजनक हैउच्च ऊर्जा फोटो डिटेक्टरयह न केवल एक उन्नत सामग्री है, बल्कि उच्च प्रदर्शन वाले उच्च ऊर्जा फोटो डिटेक्टरों को साकार करने के लिए एक नई रणनीति भी प्रदान करता है।