निम्न-आयामी हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर पर नया शोध

निम्न-आयामी हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर पर नया शोध

कुछ-फ़ोटॉन या यहाँ तक कि एकल-फ़ोटॉन तकनीकों का उच्च-संवेदनशीलता संसूचन, निम्न-प्रकाश इमेजिंग, सुदूर संवेदन और दूरमिति, साथ ही क्वांटम संचार जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग संभावनाएँ रखता है। इनमें से, हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर (APD) अपने छोटे आकार, उच्च दक्षता और आसान एकीकरण के कारण ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण अनुसंधान के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण दिशा बन गए हैं। सिग्नल-टू-रव अनुपात (SNR) APD फोटोडिटेक्टर का एक महत्वपूर्ण संकेतक है, जिसके लिए उच्च लाभ और कम डार्क करंट की आवश्यकता होती है। द्वि-आयामी (2D) पदार्थ वैन डेर वाल्स हेटेरोजंक्शन पर शोध उच्च-प्रदर्शन APD के विकास में व्यापक संभावनाओं को दर्शाता है। चीन के शोधकर्ताओं ने द्विध्रुवीय द्वि-आयामी अर्धचालक पदार्थ WSe₂ को प्रकाश-संवेदी पदार्थ के रूप में चुना और Pt/WSe₂/Ni संरचना को सावधानीपूर्वक तैयार किया।एपीडी फोटोडिटेक्टरपारंपरिक एपीडी की अंतर्निहित लाभ शोर समस्या को हल करने के लिए सर्वोत्तम मिलान कार्य फ़ंक्शन के साथ।

शोधकर्ताओं ने एक प्रस्ताव रखा हैहिमस्खलन फोटोडिटेक्टरPt/WSe₂/Ni संरचना पर आधारित, कमरे के तापमान पर fW स्तर पर अत्यंत कमजोर प्रकाश संकेतों का अत्यधिक संवेदनशील पता लगाना संभव हुआ। उन्होंने उत्कृष्ट विद्युत गुणों वाले द्वि-आयामी अर्धचालक पदार्थ WSe₂ का चयन किया और इसे Pt और Ni इलेक्ट्रोड पदार्थों के साथ संयोजित करके एक नए प्रकार के हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर का सफलतापूर्वक विकास किया। Pt, WSe₂ और Ni के बीच कार्य-फलन मिलान को सटीक रूप से अनुकूलित करके, एक परिवहन तंत्र डिज़ाइन किया गया जो प्रभावी रूप से अंधकार वाहकों को अवरुद्ध कर सकता है जबकि चुनिंदा रूप से प्रकाश-जनित वाहकों को गुजरने देता है। यह तंत्र वाहक प्रभाव आयनीकरण के कारण उत्पन्न अतिरिक्त शोर को महत्वपूर्ण रूप से कम करता है, जिससे फोटोडिटेक्टर अत्यंत निम्न शोर स्तर पर अत्यधिक संवेदनशील प्रकाशीय संकेत का पता लगाने में सक्षम होता है।

यह अध्ययन सामग्री इंजीनियरिंग और इंटरफ़ेस अनुकूलन की महत्वपूर्ण भूमिका को दर्शाता है जो प्रदर्शन को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।फोटोडिटेक्टरइलेक्ट्रोड और द्वि-आयामी सामग्रियों के सरल डिजाइन के माध्यम से, अंधेरे वाहकों के परिरक्षण प्रभाव को प्राप्त किया गया, जिससे शोर हस्तक्षेप में काफी कमी आई और पता लगाने की दक्षता में और सुधार हुआ। इस डिटेक्टर का प्रदर्शन न केवल इसकी फोटोइलेक्ट्रिक विशेषताओं में परिलक्षित होता है, बल्कि इसमें व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं भी हैं। कमरे के तापमान पर अंधेरे प्रवाह को प्रभावी ढंग से रोकने और फोटोजेनरेटेड वाहकों के कुशल अवशोषण के साथ, यह फोटोडिटेक्टर पर्यावरण निगरानी, ​​खगोलीय अवलोकन और ऑप्टिकल संचार जैसे क्षेत्रों में कमजोर प्रकाश संकेतों का पता लगाने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। यह शोध उपलब्धि न केवल कम-आयामी सामग्री फोटोडिटेक्टरों के विकास के लिए नए विचार प्रदान करती है, बल्कि उच्च प्रदर्शन और कम-शक्ति ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के भविष्य के अनुसंधान और विकास के लिए नए संदर्भ भी प्रदान करती है।