Alt-efikeca mem-movitainfraruĝa fotodetektilo
infraruĝafotodetektilohavas la karakterizaĵojn de forta kontraŭ-interfera kapablo, forta cel-rekono-kapablo, ĉiuvetera funkciado kaj bona kaŝado. Ĝi ludas ĉiam pli gravan rolon en kampoj kiel medicino, militistaro, kosmoteknologio kaj media inĝenierado. Inter ili, la mem-movitafotoelektra detektoĈipo, kiu povas funkcii sendepende sen ekstera aldona elektrofonto, altiris ampleksan atenton en la kampo de infraruĝa detekto pro sia unika funkciado (kiel energia sendependeco, alta sentemeco kaj stabileco, ktp.). Kontraste, tradiciaj fotoelektraj detektaj ĉipoj, kiel ekzemple silicio-bazitaj aŭ mallarĝbendbreĉaj semikonduktaĵ-bazitaj infraruĝaj ĉipoj, ne nur postulas aldonajn biasajn tensiojn por peli la apartigon de fotogeneritaj portantoj por produkti fotofluojn, sed ankaŭ bezonas aldonajn malvarmigajn sistemojn por redukti termikan bruon kaj plibonigi respondemon. Tial, fariĝis malfacile plenumi la novajn konceptojn kaj postulojn de la sekva generacio de infraruĝaj detektaj ĉipoj en la estonteco, kiel ekzemple malalta energikonsumo, eta grandeco, malalta kosto kaj alta funkciado.
Lastatempe, esplorteamoj el Ĉinio kaj Svedio proponis novan stiftan heterokruciĝon, mem-movitan kurtondan infraruĝan (SWIR) fotoelektran detektan peceton bazitan sur grafena nanorubanda (GNR) filmo/alumino/ununura kristala silicio. Sub la kombinita efiko de la optika pordega efiko ekigita de la heterogena interfaco kaj la enkonstruita elektra kampo, la peceto montris ultra-altan respondon kaj detektan rendimenton ĉe nula biasa tensio. La fotoelektra detekta peceto havas A-respondan indicon tiel altan kiel 75.3 A/W en mem-movita reĝimo, detektan indicon de 7.5 × 10¹⁴ Jones, kaj eksteran kvantum-efikecon proksiman al 104%, plibonigante la detektan rendimenton de la sama tipo de silicio-bazitaj pecetoj je rekordaj 7 grandordoj. Krome, sub la konvencia stira reĝimo, la responda indico, detekta indico kaj ekstera kvantum-efikeco de la peceto estas ĉiuj tiel altaj kiel 843 A/W, 10¹⁵ Jones kaj 105% respektive, kiuj ĉiuj estas la plej altaj valoroj raportitaj en aktuala esplorado. Dume, ĉi tiu esplorado ankaŭ montris la realmondan aplikon de la fotoelektra detektilo en la kampoj de optika komunikado kaj infraruĝa bildigo, elstarigante ĝian grandegan aplikan potencialon.
Por sisteme studi la fotoelektran funkciadon de la fotodetektilo bazita sur grafenaj nanorubandoj /Al₂O₃/ unukristala silicio, esploristoj testis ĝiajn statikajn (kurento-tensia kurbo) kaj dinamikajn karakterizajn respondojn (kurento-tempa kurbo). Por sisteme taksi la optikajn respondkarakterizaĵojn de la grafena nanorubanda /Al₂O₃/ unukristala silicioheterostruktura fotodetektilo sub malsamaj biasaj tensioj, esploristoj mezuris la dinamikan kurentrespondon de la aparato je 0 V, -1 V, -3 V kaj -5 V biasoj, kun optika potencdenseco de 8.15 μW/cm². La fotokurento pliiĝas kun la inversa biaso kaj montras rapidan respondrapidon je ĉiuj biasaj tensioj.
Fine, la esploristoj fabrikis bildigan sistemon kaj sukcese atingis mem-funkciantan bildigon de kurtonda infraruĝo. La sistemo funkcias sub nula biaso kaj tute ne konsumas energion. La bildiga kapablo de la fotodetektilo estis taksita uzante nigran maskon kun la litero "T" (kiel montrite en Figuro 1).
Konklude, ĉi tiu esplorado sukcese fabrikis memfunkciajn fotodetektilojn bazitajn sur grafenaj nanorubandoj kaj atingis rekord-rompantan altan respondoftecon. Dume, la esploristoj sukcese montris la optikajn komunikajn kaj bildigajn kapablojn de ĉi tiu...tre respondema fotodetektiloĈi tiu esplora atingo ne nur provizas praktikan aliron por la disvolviĝo de grafenaj nanorubandoj kaj silicio-bazitaj optoelektronikaj aparatoj, sed ankaŭ montras ilian bonegan funkciadon kiel memfunkciigitaj kurtondaj infraruĝaj fotodetektiloj.
Afiŝtempo: 28-a de aprilo 2025