പുതിയ ഹൈ സെൻസിറ്റിവിറ്റി ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ

പുതിയത്ഉയർന്ന സെൻസിറ്റിവിറ്റി ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ

പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ ഗാലിയം സമ്പുഷ്ടമായ ഗാലിയം ഓക്സൈഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ (PGR-GaOX) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചൈനീസ് അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസിലെ (CAS) ഒരു ഗവേഷണ സംഘം അടുത്തിടെ ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയ്ക്കും ഉയർന്ന പ്രതികരണ വേഗതയ്ക്കും വേണ്ടിയുള്ള ഒരു പുതിയ ഡിസൈൻ തന്ത്രം ആദ്യമായി നിർദ്ദേശിച്ചു.ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർകപ്പിൾഡ് ഇന്റർഫേസ് പൈറോഇലക്ട്രിക്, ഫോട്ടോകണ്ടക്ടിവിറ്റി ഇഫക്റ്റുകൾ വഴി, പ്രസക്തമായ ഗവേഷണം അഡ്വാൻസ്ഡ് മെറ്റീരിയൽസിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ഉയർന്ന ഊർജ്ജംഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടറുകൾ(ഡീപ് അൾട്രാവയലറ്റ് (DUV) മുതൽ എക്സ്-റേ ബാൻഡുകൾ വരെ) ദേശീയ സുരക്ഷ, വൈദ്യശാസ്ത്രം, വ്യാവസായിക ശാസ്ത്രം എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ മേഖലകളിൽ നിർണായകമാണ്.

എന്നിരുന്നാലും, നിലവിലുള്ള സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കളായ Si, α-Se എന്നിവയ്ക്ക് വലിയ ലീക്കേജ് കറന്റ്, കുറഞ്ഞ എക്സ്-റേ അബ്സോർപ്ഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് എന്നിവയുടെ പ്രശ്നങ്ങളുണ്ട്, ഇത് ഉയർന്ന പ്രകടന കണ്ടെത്തലിന്റെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ പ്രയാസമാണ്. ഇതിനു വിപരീതമായി, വൈഡ്-ബാൻഡ് ഗ്യാപ് (WBG) സെമികണ്ടക്ടർ ഗാലിയം ഓക്സൈഡ് വസ്തുക്കൾ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് കണ്ടെത്തലിന് വലിയ സാധ്യത കാണിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, മെറ്റീരിയൽ വശത്ത് അനിവാര്യമായ ആഴത്തിലുള്ള ലെവൽ ട്രാപ്പും ഉപകരണ ഘടനയിൽ ഫലപ്രദമായ രൂപകൽപ്പനയുടെ അഭാവവും കാരണം, വൈഡ്-ബാൻഡ് ഗ്യാപ് സെമികണ്ടക്ടറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയും ഉയർന്ന പ്രതികരണ വേഗതയുള്ള ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്ടറുകളും യാഥാർത്ഥ്യമാക്കുന്നത് വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്. ഈ വെല്ലുവിളികളെ നേരിടാൻ, ചൈനയിലെ ഒരു ഗവേഷണ സംഘം ആദ്യമായി PGR-GaOX അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു പൈറോഇലക്ട്രിക് ഫോട്ടോകണ്ടക്റ്റീവ് ഡയോഡ് (PPD) രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ഇന്റർഫേസ് പൈറോഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റിനെ ഫോട്ടോകണ്ടക്ടിവിറ്റി ഇഫക്റ്റുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ, കണ്ടെത്തൽ പ്രകടനം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. PPD DUV, X-rays എന്നിവയോട് ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമത കാണിച്ചു, യഥാക്രമം 104A/W വരെയും 105μC×Gyair-1/cm2 വരെയും പ്രതികരണ നിരക്കുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു, സമാന വസ്തുക്കളാൽ നിർമ്മിച്ച മുൻ ഡിറ്റക്ടറുകളേക്കാൾ 100 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. കൂടാതെ, PGR-GaOX ശോഷണ മേഖലയുടെ ധ്രുവ സമമിതി മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഇന്റർഫേസ് പൈറോഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം ഡിറ്റക്ടറിന്റെ പ്രതികരണ വേഗത 105 മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിച്ച് 0.1ms ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കും. പരമ്പരാഗത ഫോട്ടോഡയോഡുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പ്രകാശ സ്വിച്ചിംഗ് സമയത്ത് പൈറോഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡുകൾ കാരണം സ്വയം-പവർ മോഡ് PPDS ഉയർന്ന നേട്ടങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

കൂടാതെ, പിപിഡിക്ക് ബയാസ് മോഡിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, അവിടെ നേട്ടം ബയാസ് വോൾട്ടേജിനെ വളരെയധികം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ബയാസ് വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് അൾട്രാ-ഹൈ ഗെയിൻ നേടാനാകും. കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗത്തിലും ഉയർന്ന സെൻസിറ്റിവിറ്റി ഇമേജിംഗ് മെച്ചപ്പെടുത്തൽ സംവിധാനങ്ങളിലും പിപിഡിക്ക് മികച്ച ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതയുണ്ട്. ഈ പ്രവർത്തനം GaOX ഒരു വാഗ്ദാനമാണെന്ന് തെളിയിക്കുക മാത്രമല്ലഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർമെറ്റീരിയൽ, മാത്രമല്ല ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ യാഥാർത്ഥ്യമാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ തന്ത്രവും നൽകുന്നു.