Utafiti Mpya juu ya Kigundua Picha cha Avalanche chenye mwelekeo wa Chini

Utafiti Mpya juu ya Kigundua Picha cha Avalanche chenye mwelekeo wa Chini

Ugunduzi wa unyeti wa hali ya juu wa teknolojia ya fotoni chache au hata za fotoni moja hushikilia matarajio makubwa ya matumizi katika nyanja kama vile upigaji picha wa mwanga mdogo, uhisi wa mbali na telemetry, pamoja na mawasiliano ya kiasi. Miongoni mwao, wachunguzi wa picha za maporomoko ya theluji (APD) wamekuwa mwelekeo muhimu katika uwanja wa utafiti wa kifaa cha optoelectronic kutokana na ukubwa wao mdogo, ufanisi wa juu na ushirikiano rahisi. Uwiano wa mawimbi hadi kelele (SNR) ni kiashirio muhimu cha APD Photodetector, ambayo inahitaji faida kubwa na mkondo wa giza wa chini. Utafiti wa nyenzo zenye sura mbili (2D) van der Waals heterojunctions unaonyesha matarajio mapana katika uundaji wa APD za utendaji wa juu. Watafiti kutoka Uchina walichagua nyenzo za semiconductor zenye sura mbili-mbili WSe₂ kama nyenzo ya picha na wakatayarisha kwa uangalifu muundo wa Pt/WSe₂/Ni.APD Photodetectorna utendaji bora wa kazi unaolingana ili kutatua tatizo la asili la kupata kelele la APD ya kitamaduni.

Watafiti wamependekezakigundua picha cha thelujikulingana na muundo wa Pt/WSe₂/Ni, kupata ugunduzi nyeti sana wa mawimbi dhaifu ya mwanga katika kiwango cha fW kwenye halijoto ya kawaida. Walichagua nyenzo za nusu-dimensional za semiconductor WSe₂, ambayo ina sifa bora za umeme, na kuichanganya na vifaa vya elektrodi vya Pt na Ni ili kuunda kwa mafanikio aina mpya ya kigundua maporomoko ya theluji. Kwa kuboresha kwa usahihi utendakazi wa kazi unaolingana kati ya Pt, WSe₂ na Ni, utaratibu wa usafiri uliundwa ambao unaweza kuzuia watoa huduma wa giza huku ukiruhusu kwa kuchagua vichukuzi vilivyozalishwa kwa picha kupita. Utaratibu huu hupunguza kwa kiasi kikubwa kelele ya ziada inayosababishwa na ioni ya mtoa huduma, kuwezesha kigundua picha kufikia utambuzi wa mawimbi nyeti sana kwa kiwango cha chini sana cha kelele.

Utafiti huu unaonyesha jukumu muhimu la uhandisi wa nyenzo na uboreshaji wa kiolesura katika kuboresha utendakazi wavigunduzi vya picha. Kupitia muundo wa busara wa elektroni na vifaa vya pande mbili, athari ya kukinga ya wabebaji wa giza ilipatikana, kupunguza kwa kiasi kikubwa kuingiliwa kwa kelele na kuboresha zaidi ufanisi wa kugundua. Utendaji wa detector hii hauonyeshwa tu katika sifa zake za photoelectric, lakini pia ina matarajio makubwa ya maombi. Kwa uzuiaji wake mzuri wa mkondo wa giza kwenye joto la kawaida na ufyonzwaji mzuri wa vibebaji vilivyotengenezwa kwa picha, kitambua picha hiki kinafaa hasa kwa utambuzi wa mawimbi hafifu ya mwanga katika nyanja kama vile ufuatiliaji wa mazingira, uchunguzi wa anga na mawasiliano ya macho. Mafanikio haya ya utafiti hayatoi tu mawazo mapya kwa ajili ya uundaji wa vitambua picha vya nyenzo zenye mwelekeo wa chini, lakini pia hutoa marejeleo mapya kwa ajili ya utafiti wa siku zijazo na uundaji wa vifaa vya utendaji wa juu na vya chini vya nguvu vya optoelectronic.