נייע פאָרשונג אויף נידעריק-דימענסיאָנעל לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר

נייע פאָרשונג אויף נידעריק-דימענסיאָנעל לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר

הויך-סענסיטיוויטי דעטעקציע פון ​​ווייניק-פאָטאָן אָדער אפילו איין-פאָטאָן טעכנאָלאָגיעס האַלט באַדייטנדיקע אַפּליקאַציע פּראַספּעקטן אין פעלדער ווי נידעריק-ליכט ימאַגינג, ווייַט סענסינג און טעלעמעטריע, ווי אויך קוואַנטום קאָמוניקאַציע. צווישן זיי, לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָרס (APD) זענען געוואָרן אַ וויכטיקע ריכטונג אין דעם פעלד פון אָפּטאָעלעקטראָניק מיטל פאָרשונג רעכט צו זייער קליין גרייס, הויך עפעקטיווקייַט און גרינג ינטאַגריישאַן. סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש (SNR) איז אַ וויכטיקער אינדיקאַטאָר פון APD פאָטאָדעטעקטאָר, וואָס ריקווייערז הויך געווינען און נידעריק טונקל קראַנט. די פאָרשונג אויף צוויי-דימענשאַנאַל (2D) מאַטעריאַל וואַן דער וואַאַלז העטעראָדזשונקציעס ווייזט ברייט פּראַספּעקטן אין דער אַנטוויקלונג פון הויך-פאָרשטעלונג APDs. פאָרשער פון כינע האָבן אויסגעקליבן דעם בייפּאָולאַר צוויי-דימענשאַנאַל האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַל WSe₂ ווי די פאָטאָסענסיטיוו מאַטעריאַל און קערפאַלי צוגעגרייט די Pt/WSe₂/Ni סטרוקטור.APD פאָטאָדעטעקטאָרמיט דער בעסטער צופּאַסנדיקער אַרבעט פֿונקציע צו סאָלווע די אינהערענט געווינס ראַש פּראָבלעם פון טראַדיציאָנעל APD.

פֿאָרשער האָבן פֿאָרגעלייגט אַלאַווינע פאָטאָדעטעקטאָרבאַזירט אויף דער Pt/WSe₂/Ni סטרוקטור, דערגרייכנדיג העכסט סענסיטיווע דעטעקציע פון ​​גאָר שוואַכע ליכט סיגנאַלן ביים fW לעוועל ביי צימער טעמפּעראַטור. זיי האָבן אויסגעקליבן דעם צוויי-דימענסיאָנאַלן האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַל WSe₂, וואָס האָט אויסגעצייכנטע עלעקטרישע אייגנשאַפטן, און עס קאָמבינירט מיט Pt און Ni עלעקטראָד מאַטעריאַלן צו מצליח זיין צו אַנטוויקלען אַ נייעם טיפּ פון לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר. דורך פּינקטלעך אָפּטימיזירן די אַרבעט פונקציע מאַטשינג צווישן Pt, WSe₂ און Ni, איז אַ טראַנספּאָרט מעקאַניזם דיזיינד געוואָרן וואָס קען עפעקטיוו בלאָקירן טונקעלע טרעגער בשעת סעלעקטיוו דערלויבן פאָטאָגענערירטע טרעגער צו דורכגיין. דער מעקאַניזם ראַדוסירט באַדייטנד דעם וידעפדיק ראַש געפֿירט דורך טרעגער אימפּאַקט ייאַניזאַציע, דערמעגלעכנדיג דעם פאָטאָדעטעקטאָר צו דערגרייכן העכסט סענסיטיווע אָפּטישע סיגנאַל דעטעקציע ביי אַן עקסטרעם נידעריקן ראַש לעוועל.

די שטודיע ווייזט די קריטישע ראלע פון ​​מאַטעריאַלן אינזשעניריע און צובינד אָפּטימיזאַציע אין פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פוןפאָטאָדעטעקטאָרסדורך אן אינזשעניערישן דיזיין פון עלעקטראדן און צוויי-דימענסיאנעלע מאטעריאלן, איז דערגרייכט געווארן דער שילדינג-עפעקט פון טונקעלע טרעגער, וואס האט באדייטנד פארקלענערט גערויש-אינטערפערענץ און ווייטער פארבעסערט דעטעקציע-עפעקטיווקייט. די פאָרשטעלונג פון דעם דעטעקטאר איז נישט נאר אפגעשפיגלט אין זיינע פאטא-עלעקטרישע אייגנשאפטן, נאר האט אויך ברייטע אנווענדונג-אויסזיכטן. מיט זיין עפעקטיוון בלאקירן פון טונקעלן שטראָם ביי צימער-טעמפּעראַטור און עפעקטיוון אבזארבאציע פון ​​פאטא-גענערירטע טרעגער, איז דער פאטא-דעטעקטאר באזונדערס פאסיג פארן דעטעקציע פון ​​שוואכע ליכט-סיגנאלן אין פעלדער ווי סביבה-מאניטארין, אסטראנאמישע אבזערוואציע, און אפטישע קאמוניקאציע. די פארשונג-דערגרייכונג גיט נישט נאר נייע געדאנקען פאר דער אנטוויקלונג פון נידעריק-דימענסיאנעלע מאטעריאל פאטא-דעטעקטארן, נאר אָפערט אויך נייע רעפערענצן פאר דער צוקונפטיגער פארשונג און אנטוויקלונג פון הויך-פאָרשטעלונג און נידעריק-מאַכט אָפּטאָ-עלעקטראנישע דעוויסעס.