High-performance self-driveninfrared nga photodetector
infraredphotodetectoradunay mga kinaiya sa lig-on nga anti-interference nga abilidad, lig-on nga target nga pag-ila nga abilidad, tanan nga panahon nga operasyon ug maayo nga pagtago. Nagdula kini usa ka labi ka hinungdanon nga papel sa mga natad sama sa medisina, militar, teknolohiya sa kawanangan ug inhenyeriya sa kinaiyahan. Lakip kanila, ang nagmaneho sa kaugalingonphotoelectric detectionchip nga makalihok nga independente nga walay eksternal nga dugang nga suplay sa kuryente nakadani ug halapad nga pagtagad sa natad sa infrared detection tungod sa talagsaon nga performance niini (sama sa energy independence, high sensitivity ug stability, etc.). Sa kasukwahi, ang tradisyonal nga photoelectric detection chips, sama sa silicon-based o narrowbandgap semiconductor-based infrared chips, dili lamang nagkinahanglan og dugang nga bias voltages aron sa pagduso sa panagbulag sa mga photogenerated nga mga carrier aron makagama og mga photocurrents, apan nagkinahanglan usab og dugang nga mga sistema sa pagpabugnaw aron makunhuran ang kasaba sa init ug mapalambo ang pagtubag. Busa, nahimong lisud ang pagtagbo sa bag-ong mga konsepto ug mga kinahanglanon sa sunod nga henerasyon sa infrared detection chips sa umaabot, sama sa ubos nga konsumo sa kuryente, gamay nga gidak-on, ubos nga gasto ug taas nga performance.
Bag-ohay lang, ang mga research team gikan sa China ug Sweden nagsugyot og usa ka nobela pin heterojunction self-driven short-wave infrared (SWIR) photoelectric detection chip base sa graphene nanoribbon (GNR) films/alumina/single crystal silicon. Ubos sa hiniusa nga epekto sa optical gating effect nga gi-trigger sa heterogeneous interface ug ang built-in nga electric field, ang chip nagpakita sa ultra-high response ug detection performance sa zero bias voltage. Ang photoelectric detection chip adunay A response rate nga ingon ka taas sa 75.3 A/W sa self-driven mode, usa ka detection rate nga 7.5 × 10¹⁴ Jones, ug usa ka external quantum efficiency duol sa 104%, nga nagpauswag sa detection performance sa samang matang sa silicon-based chips pinaagi sa record nga 7 ka order sa magnitude. Dugang pa, ubos sa conventional drive mode, ang response rate sa chip, detection rate, ug external quantum efficiency kay ingon ka taas sa 843 A/W, 10¹⁵ Jones, ug 105% matag usa, nga ang tanan mao ang pinakataas nga values nga gitaho sa kasamtangang research. Sa kasamtangan, kini nga panukiduki nagpakita usab sa tinuod nga kalibutan nga aplikasyon sa photoelectric detection chip sa natad sa optical communication ug infrared imaging, nga nagpasiugda sa dako nga potensyal sa paggamit niini.
Aron sistematikong tun-an ang photoelectric nga performance sa photodetector base sa graphene nanoribbons /Al₂O₃/ single crystal silicon, gisulayan sa mga tigdukiduki ang static (current-voltage curve) ug dinamikong kinaiya nga mga tubag (current-time curve). Aron sistematikong pagtimbang-timbang sa optical response nga mga kinaiya sa graphene nanoribbon / Al₂O₃/ monocrystalline silicon heterostructure photodetector ubos sa lain-laing bias voltages, gisukod sa mga tigdukiduki ang dinamikong kasamtangan nga tubag sa device sa 0 V, -1 V, -3 V ug -5 V biases, nga adunay optical power density nga 8.15 μW/cm². Ang photocurrent nagdugang uban sa reverse bias ug nagpakita sa usa ka paspas nga tubag speed sa tanan nga bias voltages.
Sa kataposan, ang mga tigdukiduki naghimo ug sistema sa imaging ug malampusong nakab-ot ang self-powered imaging sa short-wave infrared. Ang sistema naglihok ubos sa zero bias ug walay konsumo sa enerhiya. Ang katakus sa imaging sa photodetector gisusi gamit ang itom nga maskara nga adunay letra nga "T" pattern (sama sa gipakita sa Figure 1).
Sa konklusyon, kini nga panukiduki malampuson nga naghimo sa self-powered photodetector base sa graphene nanoribbons ug nakab-ot ang record-breaking high response rate. Samtang, malampuson nga gipakita sa mga tigdukiduki ang optical communication ug imaging nga kapabilidad niinikaayo responsive photodetector. Kini nga kalampusan sa panukiduki dili lamang naghatag usa ka praktikal nga pamaagi alang sa pagpauswag sa mga graphene nanoribbons ug mga aparato nga optoelectronic nga nakabase sa silicon, apan gipakita usab ang ilang maayo kaayo nga pasundayag ingon mga self-powered short-wave infrared photodetector.
Oras sa pag-post: Abr-28-2025