Taas nga performance nga self-driven infrared photodetector

Taas nga performance nga gimaneho sa kaugalingoninfrared nga photodetector

infraredphotodetectoradunay mga kinaiya sa kusog nga abilidad sa pagbatok sa pagpanghilabot, kusog nga abilidad sa pag-ila sa target, operasyon sa tanan nga panahon ug maayong pagtago. Kini nagdula ug nagkadako nga hinungdanon nga papel sa mga natad sama sa medisina, militar, teknolohiya sa kawanangan ug inhenyerya sa kalikopan. Lakip niini, ang self-drivenpag-ila sa potoelektrikalAng chip nga maka-operate nga independente nga walay eksternal nga dugang nga suplay sa kuryente nakadani og dakong atensyon sa natad sa infrared detection tungod sa talagsaon nga performance niini (sama sa energy independence, taas nga sensitivity ug stability, ug uban pa). 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 mapadali ang pagbulag sa mga photogenerated carriers aron makahimo og photocurrents, apan nagkinahanglan usab og dugang nga cooling systems aron makunhuran ang thermal noise ug mapaayo ang responsiveness. Busa, nahimong lisod 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 nga pin heterojunction self-driven short-wave infrared (SWIR) photoelectric detection chip nga gibase sa graphene nanoribbon (GNR) films/alumina/single crystal silicon. Ubos sa hiniusa nga epekto sa optical gating effect nga gipahinabo sa heterogeneous interface ug sa built-in nga electric field, ang chip nagpakita og ultra-high response ug detection performance sa zero bias voltage. Ang photoelectric detection chip adunay A response rate nga moabot sa 75.3 A/W sa self-driven mode, detection rate nga 7.5 × 10¹⁴ Jones, ug external quantum efficiency nga hapit sa 104%, nga nagpauswag sa detection performance sa parehas nga klase sa silicon-based chips sa rekord nga 7 orders of magnitude. Dugang pa, ubos sa conventional drive mode, ang response rate, detection rate, ug external quantum efficiency sa chip tanan moabot sa 843 A/W, 10¹⁵ Jones, ug 105% matag usa, nga ang tanan mao ang pinakataas nga mga kantidad nga gitaho sa kasamtangang panukiduki. Samtang, kini nga panukiduki nagpakita usab sa tinuod nga aplikasyon sa photoelectric detection chip sa mga natad sa optical communication ug infrared imaging, nga nagpasiugda sa dako nga potensyal niini sa aplikasyon.

Aron sistematikong matun-an ang photoelectric performance sa photodetector base sa graphene nanoribbons /Al₂O₃/ single crystal silicon, gisulayan sa mga tigdukiduki ang static (current-voltage curve) ug dynamic characteristic responses (current-time curve) niini. Aron sistematikong masusi ang optical response characteristics sa graphene nanoribbon /Al₂O₃/ monocrystalline silicon heterostructure photodetector ubos sa lain-laing bias voltages, gisukod sa mga tigdukiduki ang dynamic current response 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 motaas uban sa reverse bias ug nagpakita og paspas nga response speed sa tanang bias voltages.

Sa katapusan, ang mga tigdukiduki naghimo og usa ka 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 kapasidad sa imaging sa photodetector gisusi gamit ang usa ka itom nga maskara nga adunay letra nga "T" nga sumbanan (sama sa gipakita sa Figure 1).

Sa konklusyon, kini nga panukiduki malampuson nga naghimo og self-powered photodetectors base sa graphene nanoribbons ug nakab-ot ang usa ka rekord nga taas nga response rate. Samtang, ang mga tigdukiduki malampuson nga nakapakita sa optical communication ug imaging capabilities niini.photodetector nga dali motubagKini nga kalampusan sa panukiduki dili lamang naghatag ug praktikal nga pamaagi alang sa pagpalambo sa mga graphene nanoribbons ug silicon-based optoelectronic devices, apan nagpakita usab sa ilang maayo kaayong performance isip self-powered short-wave infrared photodetectors.