הויך-פאָרשטעלונג זעלבסט-געטריבענער אינפראַרעד פאָטאָדעטעקטאָר

הויך-פאָרשטעלונג זעלבסט-געטריבןאינפֿראַרעד פֿאָטאָדעקטאָר

אינפֿראַרויטפאָטאָדעטעקטאָרהאט די אייגנשאפטן פון א שטארקע אנטי-אינטערפערענץ פעאיקייט, שטארקע ציל דערקענונג פעאיקייט, אל-וועטער אפעראציע און גוטע באהאלטונג. עס שפילט אן אלץ וויכטיגער ראלע אין פעלדער ווי מעדיצין, מיליטער, ספעיס טעכנולוגיע און אומגעבונג אינזשעניריע. צווישן זיי, די זעלבסט-געטריבענעפאָטאָעלעקטרישע דעטעקציעא טשיפּ וואָס קען אַרבעטן זעלבשטענדיק אָן אַן עקסטערנעם נאָך-מאַכט צושטעל האט געצויגן ברייטע אויפמערקזאַמקייט אין דעם פעלד פון אינפראַרעד דעטעקשאַן רעכט צו זיין אייגנאַרטיקער פאָרשטעלונג (אַזאַ ווי ענערגיע זעלבשטענדיקייט, הויך סענסיטיוויטי און פעסטקייט, אאז"ו ו). אין קאַנטראַסט, טראַדיציאָנעלע פאָטאָעלעקטרישע דעטעקשאַן טשיפּס, אַזאַ ווי סיליקאָן-באַזירט אָדער שמאָלבאַנדגאַפּ האַלב-קאָנדוקטאָר-באַזירט אינפראַרעד טשיפּס, ניט בלויז דאַרפן נאָך בייאַס וואָולטידזש צו טרייבן די צעשיידונג פון פאָטאָגענערירטע קעריערז צו פּראָדוצירן פאָטאָקעראַנץ, אָבער אויך דאַרפן נאָך קיל סיסטעמען צו רעדוצירן טערמיש ראַש און פֿאַרבעסערן ריספּאָנסיוונאַס. דעריבער, איז עס געוואָרן שווער צו טרעפן די נייַע קאָנצעפּטן און באדערפענישן פון דער ווייַטער דור פון אינפראַרעד דעטעקשאַן טשיפּס אין דער צוקונפֿט, אַזאַ ווי נידעריק מאַכט קאַנסאַמשאַן, קליין גרייס, נידעריק קאָסטן און הויך פאָרשטעלונג.

לעצטנס, האבן פארשונג טימס פון כינע און שוועדן פארגעשלאגן א נייעם פין העטעראדזשונקשאן זעלבסט-געטריבענעם קורץ-וועוול אינפרארעד (SWIR) פאטא-עלעקטרישן דעטעקציע טשיפּ באזירט אויף גראפען נאנאריבאן (GNR) פילמען/אלומינע/איינציק קריסטאל סיליקאן. אונטער דעם קאמבינירטן עפעקט פון דעם אפטישן גייטינג עפעקט, אויסגערופן דורך דעם העטעראגענעם אינטערפייס און דעם איינגעבויטן עלעקטרישן פעלד, האט דער טשיפּ דעמאנסטרירט אולטרא-הויך רעאקציע און דעטעקציע פאָרשטעלונג ביי נול בייאַס וואָולטידזש. דער פאטא-עלעקטרישער דעטעקציע טשיפּ האט א רעאקציע קורס אזוי הויך ווי 75.3 A/W אין זעלבסט-געטריבענעם מאָדע, א דעטעקציע קורס פון 7.5 × 10¹⁴ דזשאָנעס, און אן עקסטערנער קוואַנטום עפעקטיווקייט נאנט צו 104%, פארבעסערנדיג די דעטעקציע פאָרשטעלונג פון דעם זעלבן טיפ סיליקאן-באזירטע טשיפּס מיט א רעקארד 7 אָרדערס פון מאַגניטוד. אין דערצו, אונטער דעם קאַנווענשאַנעלן דרייוו מאָדע, זענען די טשיפּ'ס רעאקציע קורס, דעטעקציע קורס, און עקסטערנער קוואַנטום עפעקטיווקייט אלע אזוי הויך ווי 843 A/W, 10¹⁵ דזשאָנעס, און 105% בהתאמה, אלע פון ​​וועלכע זענען די העכסטע ווערטן געמאלדן אין היינטיקער פארשונג. דערווייל, האט די דאזיקע פאָרשונג אויך דעמאָנסטרירט די פּראַקטישע אַפּליקאַציע פון ​​דעם פאָטאָעלעקטרישן דעטעקציע טשיפּ אין די פעלדער פון אָפּטישער קאָמוניקאַציע און אינפֿראַרויט בילדגעבונג, אונטערשטרייכנדיק זיין ריזיקן אַפּליקאַציע פּאָטענציאַל.

כּדי סיסטעמאַטיש צו שטודירן די פאָטאָעלעקטרישע פאָרשטעלונג פון דעם פאָטאָדעטעקטאָר באַזירט אויף גראַפֿען נאַנאָריבאַנז /Al₂O₃/ איין קריסטאַל סיליקאָן, האָבן די פאָרשער געטעסט זייַנע סטאַטישע (קראַנט-וואָולטידזש קורווע) און דינאַמישע כאַראַקטעריסטישע רעאַקציעס (קראַנט-צייט קורווע). כּדי סיסטעמאַטיש צו אָפּשאַצן די אָפּטישע רעאַקציע כאַראַקטעריסטיקס פון דעם גראַפֿען נאַנאָריבאָן /Al₂O₃/ מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן העטעראָסטרוקטור פאָטאָדעטעקטאָר אונטער פֿאַרשידענע בייאַס וואָולטידזשעס, האָבן די פאָרשער געמאָסטן די דינאַמישע קראַנט רעאַקציע פון ​​דעם מיטל ביי 0 V, -1 V, -3 V און -5 V בייאַסיז, ​​מיט אַן אָפּטישער מאַכט געדיכטקייט פון 8.15 μW/cm². דער פאָטאָשטראָם פאַרגרעסערט זיך מיט דער פאַרקערטער בייאַס און ווייזט אַ שנעלע רעאַקציע גיכקייט ביי אַלע בייאַס וואָולטידזשעס.

צום סוף, האבן די פארשער פאבריצירט אן אימעדזשינג סיסטעם און ערפאלגרייך דערגרייכט זעלבסט-געטריבענע אימעדזשינג פון קורץ-כוואליע אינפרארעד. די סיסטעם ארבעט אונטער נול בייאס און האט בכלל נישט קיין ענערגיע פארברויך. די אימעדזשינג מעגלעכקייט פון די פאטאדעטעקטאר איז געווארן עוואלואירט מיט א שווארצע מאסקע מיטן אות "T" מוסטער (ווי געוויזן אין פיגור 1).

אין מסקנא, די דאזיגע פארשונג האט ערפאלגרייך פאבריצירט זעלבסט-געטריבענע פאטאדעטעקטארן באזירט אויף גראפען נאנאריבענס און דערגרייכט א רעקארד-ברעכנדיקע הויכע רעאקציע ראטע. דערווייל, האבן די פארשער ערפאלגרייך דעמאנסטרירט די אפטישע קאמוניקאציע און בילדגעבונג מעגלעכקייטן פון דעם.העכסט רעספּאָנסיוו פאָטאָדעטעקטאָרדי דאזיקע פאָרשונג דערגרייכונג גיט ניט נאָר אַ פּראַקטישן צוגאַנג פֿאַר דער אַנטוויקלונג פון גראַפֿען נאַנאָריבאַנז און סיליקאָן-באַזירטע אָפּטאָעלעקטראָנישע דעוויסעס, נאָר אויך דעמאָנסטרירט זייער ויסגעצייכנטע פאָרשטעלונג ווי זיך-פּאַוערד קורץ-כוואַליע ינפראַרעד פאָטאָדעטעקטאָרן.