Nýjar rannsóknir á lágvíddar snjóflóðaljósnema
Hánæm greining á fá-ljóseinda eða jafnvel ein-ljóseinda tækni býður upp á mikla möguleika á notkun á sviðum eins og myndgreiningu í litlu ljósi, fjarkönnun og sjónmælingum, sem og skammtafræðilegri samskiptum. Meðal þeirra hafa snjóflóðaljósnemar (APD) orðið mikilvæg stefna á sviði rannsókna á ljósfræðilegum tækjum vegna smæðar þeirra, mikillar skilvirkni og auðveldrar samþættingar. Merkis-til-hávaðahlutfall (SNR) er mikilvægur vísir fyrir APD ljósnema, sem krefst mikils ávinnings og lágs dökkstraums. Rannsóknir á tvívíðum (2D) van der Waals tengipunktum sýna breiða möguleika í þróun afkastamikilla APD. Rannsakendur frá Kína völdu tvípóla tvívíða hálfleiðaraefnið WSe₂ sem ljósnæmt efni og undirbjuggu vandlega Pt/WSe₂/Ni uppbygginguna.APD ljósnemimeð bestu samsvörunarvinnuaðgerðinni til að leysa meðfædda hávaðavandamál hefðbundinnar APD.
Rannsakendur hafa lagt tilsnjóflóðaljósnemibyggt á Pt/WSe₂/Ni uppbyggingunni, sem nær mjög næmri greiningu á afar veikum ljósmerkjum á fW stigi við stofuhita. Þeir völdu tvívítt hálfleiðaraefnið WSe₂, sem hefur framúrskarandi rafmagnseiginleika, og sameinuðu það Pt og Ni rafskautsefnum til að þróa með góðum árangri nýja gerð snjóflóðaljósnema. Með því að fínstilla nákvæmlega vinnufallssamsvörunina milli Pt, WSe₂ og Ni, var hannaður flutningskerfi sem getur á áhrifaríkan hátt lokað á dökka flutningsaðila en leyfir ljósmynduðum flutningsaðilum sértækt að fara í gegn. Þessi kerfi dregur verulega úr umframhávaða sem orsakast af jónun árekstrarflutningsaðila, sem gerir ljósnemanum kleift að ná mjög næmri ljósmerkjagreiningu við afar lágt hávaðastig.
Þessi rannsókn sýnir fram á mikilvægi efnisverkfræði og hagræðingar á viðmóti við að auka afköstljósnemarMeð snilldarlegri hönnun rafskauta og tvívíðra efna náðist fram skjöldunaráhrif dökkra ljósbera, sem dró verulega úr truflunum frá hávaða og bætti enn frekar skilvirkni greiningar. Afköst þessa skynjara endurspeglast ekki aðeins í ljósvirkni hans, heldur hefur hann einnig víðtæka möguleika á notkun. Með skilvirkri hindrun á dökkum straumi við stofuhita og skilvirkri frásogi ljósmyndaðra ljósbera er þessi ljósnemi sérstaklega hentugur til að greina veik ljósmerki á sviðum eins og umhverfisvöktun, stjörnuathugunum og ljósfræðilegum samskiptum. Þessi rannsóknarafrek veitir ekki aðeins nýjar hugmyndir um þróun ljósnema fyrir lágvíddarefni, heldur býður einnig upp á nýjar tilvísanir fyrir framtíðarrannsóknir og þróun á afkastamiklum og orkusparandi ljósfræðilegum tækjum.
Birtingartími: 27. ágúst 2025