Photodetector infra red-kinerja luhur-didorong sorangan

-kinerja luhur timer disetirphotodetector infra red

infra redpotodetektorboga ciri kamampuhan anti gangguan kuat, kamampuhan pangakuan target kuat, operasi sagala-cuaca sarta concealment alus. Éta maénkeun peran anu langkung penting dina widang sapertos kadokteran, militer, téknologi angkasa sareng rékayasa lingkungan. Di antarana, anu didorong sorangandeteksi photoelectricchip nu bisa beroperasi sacara mandiri tanpa catu daya tambahan éksternal geus narik perhatian éksténsif dina widang deteksi infra red alatan kinerja unik na (kayaning kamerdikaan énergi, sensitipitas tinggi jeung stabilitas, jsb). Sabalikna, chip deteksi fotoéléktrik tradisional, sapertos chip infra red dumasar-silikon atanapi narrowbandgap semikonduktor basis narrowbandgap, teu ngan merlukeun voltase bias tambahan pikeun ngajalankeun separation tina operator photogenerated pikeun ngahasilkeun photocurrents, tapi ogé merlukeun sistem cooling tambahan pikeun ngurangan bising termal jeung ningkatkeun responsiveness. Ku alatan éta, geus jadi hésé minuhan konsép anyar jeung sarat generasi saterusna chip deteksi infra red di mangsa nu bakal datang, kayaning konsumsi kakuatan low, ukuran leutik, béaya rendah jeung kinerja tinggi.

Anyar-anyar ieu, tim panaliti ti Cina sareng Swédia parantos ngusulkeun hiji novél pin heterojunction timer disetir gelombang pondok infra red (SWIR) chip deteksi photoelectric dumasar kana graphene nanoribbon (GNR) film / alumina / silikon kristal tunggal. Dina pangaruh gabungan tina éfék gating optik dipicu ku panganteur hétérogén jeung médan listrik diwangun-di, chip nunjukkeun respon ultra-luhur jeung kinerja deteksi di tegangan bias enol. Chip deteksi photoelectric boga A laju respon saluhur 75.3 A/W dina modeu timer disetir, laju deteksi 7.5 × 10¹⁴ Jones, sarta hiji efisiensi kuantum éksternal deukeut 104%, ngaronjatkeun kinerja deteksi tipe sarua chip dumasar-silikon ku catetan 7 urutan gedena. Salaku tambahan, dina modeu drive konvensional, laju réspon chip, laju deteksi, sareng efisiensi kuantum éksternal sadayana saluhur 843 A/W, 10¹⁵ Jones, sareng 105% masing-masing, anu sadayana mangrupikeun nilai pangluhurna dilaporkeun dina panalungtikan ayeuna. Samentara éta, panalungtikan ieu ogé nunjukkeun aplikasi dunya nyata tina chip deteksi photoelectric dina widang komunikasi optik jeung Imaging infra red, panyorot poténsi aplikasi badag na.

Pikeun sacara sistematis ngulik kinerja photoelectric tina photodetector dumasar kana graphene nanoribbons /Al₂O₃/ silikon kristal tunggal, panalungtik nguji statik na (kurva tegangan-ayeuna) jeung respon karakteristik dinamis (kurva ayeuna-waktu). Pikeun sacara sistematis meunteun karakteristik réspon optik tina graphene nanoribbon /Al₂O₃/ monocrystalline silikon heterostructure photodetector dina tegangan bias anu béda, panalungtik ngukur réspon arus dinamis alat dina bias 0 V, -1 V, -3 V jeung -5 V, kalawan kapadetan kakuatan optik 8.15 μW/cm². photocurrent naek jeung bias sabalikna tur nembongkeun speed respon gancang dina sagala tegangan bias.

Tungtungna, para panalungtik fabricated sistem pencitraan sarta hasil ngahontal timer Powered Imaging infra red gelombang pondok. Sistim nu ngoperasikeun dina enol bias jeung teu boga konsumsi énergi pisan. Kamampuh pencitraan photodetector dievaluasi nganggo masker hideung kalayan pola hurup "T" (sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 1).

Dina kacindekan, ieu panalungtikan hasil fabricated photodetectors timer Powered dumasar kana graphene nanoribbons sarta ngahontal laju respon tinggi-pegatna catetan. Samentara éta, peneliti hasil nunjukkeun komunikasi optik jeung kamampuhan Imaging ieuphotodetector kacida responsif. Pencapaian ieu panalungtikan lain ngan ukur nyadiakeun pendekatan praktis pikeun ngembangkeun graphene nanoribbons jeung alat optoeléktronik dumasar silikon, tapi ogé nunjukkeun kinerja alus teuing salaku timer Powered poto-gelombang infra red photodetectors.