नई उच्च संवेदनशीलता फोटोडेटेक्टर

नयाउच्च संवेदनशीलता फोटोडेटेक्टर

हाल ही में, पॉलीक्रिस्टलाइन गैलियम-समृद्ध गैलियम ऑक्साइड सामग्री (PGR-GAOX) पर आधारित चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (CAS) में एक शोध टीम पहली बार उच्च संवेदनशीलता और उच्च प्रतिक्रिया गति के लिए एक नई डिजाइन रणनीति के लिए प्रस्तावित है।फोटोडिटेक्टरयुग्मित इंटरफ़ेस पायरोइलेक्ट्रिक और फोटोकॉन्डक्टिविटी प्रभाव के माध्यम से, और प्रासंगिक शोध उन्नत सामग्रियों में प्रकाशित किया गया था। उच्च ऊर्जाफोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर(डीप पराबैंगनी (डीयूवी) से एक्स-रे बैंड के लिए) राष्ट्रीय सुरक्षा, चिकित्सा और औद्योगिक विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण हैं।

हालांकि, वर्तमान अर्धचालक सामग्री जैसे कि 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 वाले फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन के लिए बहुत संभावनाएं दिखाती है। हालांकि, सामग्री पक्ष पर अपरिहार्य गहरे स्तर के जाल और डिवाइस संरचना पर प्रभावी डिजाइन की कमी के कारण, यह उच्च संवेदनशीलता और उच्च प्रतिक्रिया गति उच्च ऊर्जा फोटॉन डिटेक्टरों को व्यापक-बैंड गैप सेमीकंडक्टर्स के आधार पर महसूस करने के लिए चुनौतीपूर्ण है। इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, चीन में एक शोध टीम ने पहली बार PGR-GAOX पर आधारित एक पायरोइलेक्ट्रिक फोटोकॉन्डक्टिव डायोड (PPD) डिजाइन किया है। फोटोकॉन्डक्टिविटी प्रभाव के साथ इंटरफ़ेस पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव को युग्मित करके, पता लगाने के प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है। पीपीडी ने डीयूवी और एक्स-रे दोनों के लिए उच्च संवेदनशीलता दिखाई, जिसमें क्रमशः 104 ए/डब्ल्यू और 105μC × GYAIR-1/CM2 तक की प्रतिक्रिया दर के साथ, समान सामग्रियों से बने पिछले डिटेक्टरों की तुलना में 100 गुना अधिक है। इसके अलावा, PGR-GAOX की कमी क्षेत्र के ध्रुवीय समरूपता के कारण होने वाले इंटरफ़ेस पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव डिटेक्टर की प्रतिक्रिया की गति को 105 गुना से 0.1ms तक बढ़ा सकते हैं। पारंपरिक फोटोडायोड्स की तुलना में, स्व-संचालित मोड पीपीडी प्रकाश स्विचिंग के दौरान पायरोइलेक्ट्रिक क्षेत्रों के कारण उच्च लाभ का उत्पादन करते हैं।

इसके अलावा, पीपीडी पूर्वाग्रह मोड में काम कर सकता है, जहां लाभ पूर्वाग्रह वोल्टेज पर अत्यधिक निर्भर है, और पूर्वाग्रह वोल्टेज को बढ़ाकर अल्ट्रा-उच्च लाभ प्राप्त किया जा सकता है। पीपीडी में कम ऊर्जा की खपत और उच्च संवेदनशीलता इमेजिंग एन्हांसमेंट सिस्टम में महान अनुप्रयोग क्षमता है। यह काम न केवल यह साबित करता है कि GAOX एक आशाजनक हैउच्च ऊर्जा फोटोडेटेक्टरसामग्री, लेकिन उच्च प्रदर्शन उच्च ऊर्जा फोटोडेटेक्टर्स को साकार करने के लिए एक नई रणनीति भी प्रदान करती है।