Nýr hárnæmur ljósnemi

Nýtthárnæm ljósnemi

Nýlega lagði rannsóknarteymi við kínversku vísindaakademíuna (CAS) sem byggir á fjölkristalluðum gallíumríkum gallíumoxíðefnum (PGR-GaOX) fram í fyrsta skipti nýja hönnunarstefnu fyrir mikið næmni og mikinn viðbragðshraða, háanljósnemií gegnum tengt viðmót pyroelectric og photoconductivity áhrif, og viðeigandi rannsóknir voru birtar í Advanced Materials. Háorkaljósnemar(fyrir djúp útfjólublá (DUV) til röntgengeislabönd) eru mikilvæg á ýmsum sviðum, þar á meðal þjóðaröryggi, læknisfræði og iðnaðarvísindum.

Hins vegar hafa núverandi hálfleiðara efni eins og Si og α-Se vandamál með stórum lekastraumi og lágum frásogsstuðli röntgengeisla, sem er erfitt að mæta þörfum hágæða uppgötvunar. Aftur á móti sýna breiðbandsgap (WBG) hálfleiðara gallíumoxíðefni mikla möguleika fyrir háorkuljósgreiningu. Hins vegar, vegna óumflýjanlegrar djúpstigsgildru á efnishliðinni og skorts á skilvirkri hönnun á uppbyggingu tækisins, er erfitt að átta sig á mikilli næmni og háum svörunarhraða háorkuljóseindaskynjara sem byggjast á breiðbandsbilum hálfleiðurum. Til að takast á við þessar áskoranir hefur rannsóknarteymi í Kína hannað ljósleiðara díóða (PPD) sem byggir á PGR-GaOX í fyrsta skipti. Með því að tengja flugeldaáhrif viðmótsins við ljósleiðniáhrifin er greiningarafköst verulega bætt. PPD sýndi mikið næmi fyrir bæði DUV og röntgengeislum, með svörunartíðni allt að 104A/W og 105μC×Gyair-1/cm2, í sömu röð, meira en 100 sinnum hærri en fyrri skynjarar úr svipuðum efnum. Að auki geta viðmótsgjóluáhrifin af völdum skautaðrar samhverfu PGR-GaOX eyðingarsvæðisins aukið viðbragðshraða skynjarans um 105 sinnum í 0,1ms. Samanborið við hefðbundnar ljósdíóða, framleiðir PPDS með sjálfknúnum stillingum meiri ávinning vegna hitarauða við ljósskipti.

Að auki getur PPD starfað í hlutdrægni, þar sem ávinningurinn er mjög háður hlutdrægnispennunni og hægt er að ná ofurháum ávinningi með því að auka hlutspennu. PPD hefur mikla notkunarmöguleika í lítilli orkunotkun og hánæmum myndgreiningarkerfum. Þessi vinna sannar ekki aðeins að GaOX er efnilegurháorkuljósskynjariefni, en býður einnig upp á nýja stefnu til að gera hágæða háorkuljósskynjara.