Kitambuzi kipya cha usikivu wa hali ya juu

Kitambuzi kipya cha usikivu wa hali ya juu

Hivi majuzi, timu ya watafiti katika Chuo cha Sayansi cha Uchina (CAS) kulingana na Nyenzo za oksidi ya oksidi ya gallium (PGR-GaOX) zenye polycrystalline nyingi zilipendekeza kwa mara ya kwanza mkakati mpya wa usikivu wa hali ya juu na kigundua picha cha kasi ya juu cha mwitikio kupitia kiolesura cha pyroelectric. na athari za upitishaji picha, na utafiti husika ulichapishwa katika Nyenzo za Kina. Vigunduzi vya umeme vya nishati ya juu (kwa mionzi ya urujuanimno ya kina (DUV) hadi bendi za X-ray) ni muhimu katika nyanja mbalimbali, ikiwa ni pamoja na usalama wa taifa, dawa na sayansi ya viwanda.

Hata hivyo, nyenzo za sasa za semicondukta kama vile Si na α-Se zina matatizo ya uvujaji mkubwa wa sasa na mgawo wa chini wa ufyonzaji wa X-ray, ambayo ni vigumu kukidhi mahitaji ya ugunduzi wa utendaji wa juu. Kinyume na hapo, nyenzo za semicondukta ya gallium oksidi ya semicondukta ya pengo pana (WBG) huonyesha uwezo mkubwa wa kugundua umeme wa picha wa nishati ya juu. Hata hivyo, kutokana na mtego wa kina usioepukika kwenye upande wa nyenzo na ukosefu wa muundo bora kwenye muundo wa kifaa, ni changamoto kutambua unyeti wa juu na kasi ya juu ya majibu ya vigunduzi vya photoni vya nishati kulingana na semiconductors za pengo pana. Ili kukabiliana na changamoto hizi, timu ya watafiti nchini China imeunda diode ya pyroelectric photoconductive diode (PPD) kulingana na PGR-GaOX kwa mara ya kwanza. Kwa kuunganisha athari ya kiolesura cha pyroelectric na athari ya upitishaji picha, utendaji wa ugunduzi umeboreshwa kwa kiasi kikubwa. PPD ilionyesha usikivu wa juu kwa DUV na X-rays, na viwango vya majibu hadi 104A/W na 105μC×Gyair-1/cm2, mtawalia, zaidi ya mara 100 zaidi ya vigunduzi vya awali vilivyotengenezwa kwa nyenzo sawa. Kwa kuongeza, athari ya kiolesura cha pyroelectric inayosababishwa na ulinganifu wa polar wa eneo la upungufu wa PGR-GaOX inaweza kuongeza kasi ya majibu ya detector kwa mara 105 hadi 0.1ms. Ikilinganishwa na photodiodes ya kawaida, PPDS ya mode ya kujitegemea hutoa faida kubwa kutokana na mashamba ya pyroelectric wakati wa kubadili mwanga.

Kwa kuongeza, PPD inaweza kufanya kazi katika hali ya upendeleo, ambapo faida inategemea sana voltage ya upendeleo, na faida ya juu zaidi inaweza kupatikana kwa kuongeza voltage ya upendeleo. PPD ina uwezo mkubwa wa matumizi katika matumizi ya chini ya nishati na mifumo ya uboreshaji wa usikivu wa juu. Kazi hii haithibitishi tu kwamba GaOX ni nyenzo ya kuahidi ya kigundua nishati ya juu, lakini pia hutoa mkakati mpya wa kutambua utendaji wa juu wa vitambua picha vya nishati ya juu.