Nouveauphotodétecteur à haute sensibilité
Récemment, une équipe de recherche à l'Académie chinoise des sciences (CAS) basée sur des matériaux polycristallins d'oxyde de gallium riche en gallium (PGR-Gaox) a proposé pour la première fois une nouvelle stratégie de conception pour une forte sensibilité et une vitesse de réponse élevée élevéephotodétecteurGrâce à l'interface couplée, les effets pyroélectriques et de photoconductivité, et la recherche pertinente a été publiée dans Advanced Materials. Énergiquedétecteurs photoélectriques(pour les bandes ultraviolets profondes (DUV) dans les rayons X) sont essentielles dans une variété de domaines, notamment la sécurité nationale, la médecine et les sciences industrielles.
Cependant, les matériaux semi-conducteurs actuels tels que SI et α-SE ont les problèmes de courant de fuite important et de coefficient d'absorption des rayons X faible, ce qui est difficile pour répondre aux besoins de détection de haute performance. En revanche, les matériaux à l'espace à l'écart large (WBG) semi-conducteur de gallium présentent un grand potentiel de détection photoélectrique à haute énergie. Cependant, en raison de l'inévitable piège au niveau profond du côté matériel et du manque de conception efficace sur la structure de l'appareil, il est difficile de réaliser une sensibilité élevée et des détecteurs de photons à haute énergie à vitesse haute basée sur des semi-conducteurs à grande bande. Pour relever ces défis, une équipe de recherche en Chine a conçu pour la première fois une diode photoconductive pyroélectrique basée sur PGR-Gaox. En coupant l'effet pyroélectrique de l'interface avec l'effet de photoconductivité, les performances de détection sont significativement améliorées. PPD a montré une sensibilité élevée aux rayons DUV et X, avec des taux de réponse allant jusqu'à 104A / W et 105 μC × Gyair-1 / CM2, respectivement, plus de 100 fois plus élevés que les détecteurs précédents en matériaux similaires. De plus, l'effet pyroélectrique de l'interface provoqué par la symétrie polaire de la région de déplétion PGR-Gaox peut augmenter la vitesse de réponse du détecteur de 105 fois à 0,1 ms. Par rapport aux photodiodes conventionnelles, les PPD en mode auto-alimenté produisent des gains plus élevés en raison des champs pyroélectriques pendant la commutation d'éclairage.
De plus, PPD peut fonctionner en mode biais, où le gain dépend fortement de la tension de biais, et un gain ultra-élevé peut être obtenu en augmentant la tension de biais. PPD a un excellent potentiel d'application dans une faible consommation d'énergie et des systèmes d'amélioration d'imagerie à haute sensibilité. Ce travail prouve non seulement que Gaox est un prometteurphotodétecteur à haute énergieMatériel, mais fournit également une nouvelle stratégie pour réaliser des photodétecteurs à haute énergie à haute performance.
Heure du poste: sept-10-2024