कम थ्रेसहोल्ड इन्फ्रारेडहिमस्खलन फोटोडिटेक्टर
इन्फ्रारेड हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर (APD फोटोडिटेक्टर) को एक वर्ग होअर्धचालक फोटोइलेक्ट्रिक उपकरणहरूजसले टक्कर आयनीकरण प्रभाव मार्फत उच्च लाभ उत्पादन गर्दछ, ताकि केही फोटोनहरू वा एकल फोटोनको पत्ता लगाउने क्षमता प्राप्त गर्न सकियोस्। यद्यपि, परम्परागत APD फोटोडिटेक्टर संरचनाहरूमा, सन्तुलन नभएको वाहक स्क्याटरिङ प्रक्रियाले ऊर्जा हानि निम्त्याउँछ, जस्तै हिमस्खलन थ्रेसहोल्ड भोल्टेज सामान्यतया 50-200 V पुग्न आवश्यक छ। यसले उपकरणको ड्राइभ भोल्टेज र रिडआउट सर्किट डिजाइनमा उच्च माग राख्छ, लागत बढाउँछ र फराकिलो अनुप्रयोगहरू सीमित गर्दछ।
हालै, चिनियाँ अनुसन्धानले कम हिमस्खलन थ्रेसहोल्ड भोल्टेज र उच्च संवेदनशीलता भएको इन्फ्रारेड डिटेक्टर नजिकै हिमस्खलनको नयाँ संरचना प्रस्ताव गरेको छ। परमाणु तहको स्व-डोपिङ होमोजङ्क्शनको आधारमा, हिमस्खलन फोटोडिटेक्टरले हेटेरोजङ्क्शनमा अपरिहार्य हुने इन्टरफेस दोष अवस्थाद्वारा प्रेरित हानिकारक स्क्याटरिङलाई समाधान गर्दछ। यसैबीच, अनुवाद सममिति ब्रेकिङद्वारा प्रेरित बलियो स्थानीय "शिखर" विद्युत क्षेत्र वाहकहरू बीचको कुलम्ब अन्तरक्रिया बढाउन, अफ-प्लेन फोनोन मोड प्रबलित स्क्याटरिङलाई दबाउन र गैर-सन्तुलन वाहकहरूको उच्च दोब्बर दक्षता प्राप्त गर्न प्रयोग गरिन्छ। कोठाको तापक्रममा, थ्रेसहोल्ड ऊर्जा सैद्धान्तिक सीमा Eg (Eg अर्धचालकको ब्यान्ड ग्याप हो) को नजिक हुन्छ र इन्फ्रारेड हिमस्खलन डिटेक्टरको पत्ता लगाउने संवेदनशीलता 10000 फोटोन स्तर सम्म हुन्छ।
यो अध्ययन चार्ज क्यारियर हिमस्खलनको लागि लाभ माध्यमको रूपमा एटम-लेयर सेल्फ-डोप्ड टंगस्टन डिसेलेनाइड (WSe₂) होमोजंक्शन (दुई-आयामी ट्रान्जिसन मेटल चाल्कोजेनाइड, TMD) मा आधारित छ। उत्परिवर्ती होमोजंक्शन इन्टरफेसमा बलियो स्थानीय "स्पाइक" विद्युतीय क्षेत्रलाई प्रेरित गर्न टोपोग्राफी चरण उत्परिवर्तन डिजाइन गरेर स्थानिय अनुवादात्मक सममिति ब्रेकिङ प्राप्त गरिन्छ।
यसको अतिरिक्त, परमाणु मोटाईले फोनोन मोडद्वारा हावी स्क्याटरिङ मेकानिज्मलाई दबाउन सक्छ, र धेरै कम हानिको साथ असंतुलन वाहकको त्वरण र गुणन प्रक्रियालाई महसुस गर्न सक्छ। यसले कोठाको तापक्रममा हिमस्खलन थ्रेसहोल्ड ऊर्जालाई सैद्धान्तिक सीमा अर्थात् अर्धचालक सामग्री ब्यान्डग्यापको नजिक ल्याउँछ। उदाहरणका लागि हिमस्खलन थ्रेसहोल्ड भोल्टेज ५० V बाट १.६ V मा घटाइएको थियो, जसले अनुसन्धानकर्ताहरूलाई हिमस्खलन चलाउन परिपक्व कम-भोल्टेज डिजिटल सर्किटहरू प्रयोग गर्न अनुमति दियो।फोटोडिटेक्टरसाथै ड्राइभ डायोड र ट्रान्जिस्टरहरू। यस अध्ययनले कम थ्रेसहोल्ड हिमस्खलन गुणन प्रभावको डिजाइन मार्फत गैर-सन्तुलन वाहक ऊर्जाको कुशल रूपान्तरण र उपयोगलाई महसुस गर्दछ, जसले अत्यधिक संवेदनशील, कम थ्रेसहोल्ड र उच्च लाभ हिमस्खलन इन्फ्रारेड पत्ता लगाउने प्रविधिको अर्को पुस्ताको विकासको लागि नयाँ दृष्टिकोण प्रदान गर्दछ।
पोस्ट समय: अप्रिल-१६-२०२५