Leechdrompel ynfrareadlawine fotodetektor
De ynfraread lawinefotodetektor (APD-fotodetektor) is in klasse fanfotoelektryske apparaten foar healgeleidersdy't hege winst produsearje troch in botsingsionisaasje-effekt, om sa de deteksjekapasiteit fan in pear fotonen of sels ienige fotonen te berikken. Yn konvinsjonele APD-fotodetektorstrukturen liedt it net-lykwichtsferspriedingsproses fan 'e drager lykwols ta enerzjyferlies, sadat de lawinedrompelspanning meastentiids 50-200 V moat berikke. Dit stelt hegere easken oan 'e oandriuwspanning en it ûntwerp fan it útlêssirkwy fan it apparaat, wêrtroch't de kosten tanimt en bredere tapassingen beheind wurde.
Koartlyn hat Sineesk ûndersyk in nije struktuer foarsteld foar in lawine-nei-ynfraread-detektor mei in lege lawine-drompelspanning en hege gefoelichheid. Op basis fan 'e sels-doping homojunction fan 'e atoomlaach lost de lawine-fotodetektor de skealike fersprieding op dy't feroarsake wurdt troch de ynterface-defektsteat, dy't ûnûntkomber is yn heterojunction. Underwilens wurdt it sterke lokale "piek" elektryske fjild feroarsake troch it brekken fan translaasjesymmetrie brûkt om de Coulomb-ynteraksje tusken dragers te ferbetterjen, de off-plane fononmodus-dominearre fersprieding te ûnderdrukken, en in hege ferdûbelingseffisjinsje fan net-lykwichtsdragers te berikken. By keamertemperatuer is de drompelenerzjy tichtby de teoretyske limyt Eg (Eg is de bandgap fan healgeleider) en de deteksjegefoelichheid fan 'e ynfraread lawine-detektor is oant it nivo fan 10000 fotonen.
Dizze stúdzje is basearre op atoomlaach sels-dopearre wolfraam diselenide (WSe₂) homojunction (twa-dimensjonale oergongsmetaal chalcogenide, TMD) as in fersterkingsmedium foar ladingdragerlawines. De romtlike translasjonele symmetrybrekken wurdt berikt troch it ûntwerpen fan in topografyske stapmutaasje om in sterk lokaal "spike" elektrysk fjild te indusearjen by de mutante homojunction-ynterface.
Derneist kin de atoomdikte it ferspriedingsmeganisme dat dominearre wurdt troch de fononmodus ûnderdrukke, en it fersnellings- en fermannichfâldigingsproses fan in net-lykwichtsdrager mei heul leech ferlies realisearje. Dit bringt de lawinedrompelenerzjy by keamertemperatuer tichtby de teoretyske limyt, d.w.s. de bandgap fan it healgeleidermateriaal, bygelyks. De lawinedrompelspanning waard fermindere fan 50 V nei 1,6 V, wêrtroch't de ûndersikers folwoeksen leechspannings digitale circuits brûke koene om de lawine oan te driuwen.fotodetektorlykas ek oandriuwdiodes en transistors. Dizze stúdzje realisearret de effisjinte konverzje en gebrûk fan net-lykwichtsdrager-enerzjy troch it ûntwerp fan in leechdrompel-lawinefermannichfâldigingseffekt, wat in nij perspektyf biedt foar de ûntwikkeling fan 'e folgjende generaasje fan heul gefoelige, lege drompel en hege winst-lawine-ynfrareaddeteksjetechnology.
Pleatsingstiid: 16 april 2025