Malalta sojlo infraruĝalavanga fotodetektilo
La infraruĝa lavanga fotodetektilo (APD-fotodetektilo) estas klaso deduonkonduktaĵaj fotoelektraj aparatojkiuj produktas altan gajnon per kolizia joniga efiko, por atingi la detektkapablon de kelkaj fotonoj aŭ eĉ unuopaj fotonoj. Tamen, en konvenciaj APD-fotodetektilaj strukturoj, la ne-ekvilibra disĵeta procezo de portanto kondukas al energiperdo, tiel ke la lavanga sojla tensio kutime devas atingi 50-200 V. Tio metas pli altajn postulojn sur la stiran tension kaj legan cirkvitan dezajnon de la aparato, pliigante kostojn kaj limigante pli vastajn aplikojn.
Lastatempe, ĉina esplorado proponis novan strukturon de lavanga proksime-infraruĝa detektilo kun malalta lavanga sojla tensio kaj alta sentemeco. Bazita sur la mem-dopanta homojunkcio de la atomtavolo, la lavanga fotodetektilo solvas la malutilan disĵeton induktitan de interfaca difekta stato, kiu estas neevitebla en heterojunkcio. Dume, la forta loka "pinta" elektra kampo induktita de rompo de translacia simetrio estas uzata por plifortigi la kulomban interagadon inter portantoj, subpremi la ekster-ebenan fononan reĝimon dominitan disĵeton, kaj atingi altan duobligan efikecon de ne-ekvilibraj portantoj. Ĉe ĉambra temperaturo, la sojla energio estas proksima al la teoria limo Eg (Eg estas la bendbreĉo de duonkonduktaĵo) kaj la detekta sentemeco de la infraruĝa lavanga detektilo estas ĝis 10000 fotonoj.
Ĉi tiu studo baziĝas sur atom-tavola mem-dopita volframa diselenida (WSe₂) homokruciĝo (dudimensia transirmetala kalkogenido, TMD) kiel gajnomedio por lavangoj de ŝargoportiloj. La spaca translacia simetriorompado estas atingita per la dizajnado de topografia ŝtupa mutacio por indukti fortan lokan "pikan" elektran kampon ĉe la mutacia homokruciĝo-interfaco.
Krome, la atomdikeco povas subpremi la disĵetan mekanismon dominitan de la fonona reĝimo, kaj realigi la akceladon kaj multiplikan procezon de ne-ekvilibra portanto kun tre malalta perdo. Ĉi tio alportas la lavangan sojlan energion je ĉambra temperaturo proksime al la teoria limo, t.e., la bendbreĉo de la duonkonduktaĵa materialo. Ekz. La lavanga sojla tensio estis reduktita de 50 V al 1.6 V, permesante al la esploristoj uzi maturajn malalt-tensiajn ciferecajn cirkvitojn por peli la lavangon.fotodetektilosame kiel stirdiodoj kaj transistoroj. Ĉi tiu studo realigas la efikan konverton kaj utiligon de ne-ekvilibra portanta energio per la dezajno de malalt-sojla lavanga multiplika efiko, kiu provizas novan perspektivon por la disvolviĝo de la sekva generacio de tre sentema, malalt-sojla kaj alt-gajna lavanga infraruĝa detektoteknologio.
Afiŝtempo: 16-a de aprilo 2025