নতুন উচ্চ সংবেদনশীলতা ফটোডিটেক্টর

নতুনউচ্চ সংবেদনশীলতা ফটোডিটেক্টর

সম্প্রতি, পলিক্রিস্টালাইন গ্যালিয়াম সমৃদ্ধ গ্যালিয়াম অক্সাইড ম্যাটেরিয়ালস (PGR-GaOX) এর উপর ভিত্তি করে চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস (CAS) এর একটি গবেষণা দল প্রথমবারের মতো উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং উচ্চ প্রতিক্রিয়া গতির জন্য একটি নতুন নকশা কৌশল প্রস্তাব করেছে।ফটোডিটেক্টরসংযুক্ত ইন্টারফেস পাইরোইলেকট্রিক এবং আলোকপরিবাহী প্রভাবের মাধ্যমে, এবং প্রাসঙ্গিক গবেষণাটি অ্যাডভান্সড ম্যাটেরিয়ালস-এ প্রকাশিত হয়েছিল। উচ্চ-শক্তিআলোক-বিদ্যুৎ সনাক্তকারী যন্ত্র(গভীর অতিবেগুনী (DUV) থেকে এক্স-রে ব্যান্ডের জন্য) জাতীয় নিরাপত্তা, চিকিৎসা এবং শিল্প বিজ্ঞান সহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ।

তবে, Si এবং α-Se এর মতো বর্তমান অর্ধপরিবাহী পদার্থগুলিতে বৃহৎ লিকেজ কারেন্ট এবং কম এক্স-রে শোষণ সহগের সমস্যা রয়েছে, যা উচ্চ-কার্যক্ষমতা সনাক্তকরণের চাহিদা পূরণ করা কঠিন। বিপরীতে, ওয়াইড-ব্যান্ড গ্যাপ (WBG) সেমিকন্ডাক্টর গ্যালিয়াম অক্সাইড উপকরণগুলি উচ্চ-শক্তি আলোক বৈদ্যুতিক সনাক্তকরণের জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনা দেখায়। তবে, উপাদানের দিকে অনিবার্য গভীর স্তরের ফাঁদ এবং ডিভাইসের কাঠামোতে কার্যকর নকশার অভাবের কারণে, ওয়াইড-ব্যান্ড গ্যাপ সেমিকন্ডাক্টরের উপর ভিত্তি করে উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং উচ্চ প্রতিক্রিয়া গতির উচ্চ শক্তি ফোটন ডিটেক্টরগুলি উপলব্ধি করা চ্যালেঞ্জিং। এই চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করার জন্য, চীনের একটি গবেষণা দল প্রথমবারের মতো PGR-GaOX এর উপর ভিত্তি করে একটি পাইরোইলেকট্রিক ফটোকন্ডাক্টিভ ডায়োড (PPD) ডিজাইন করেছে। ইন্টারফেস পাইরোইলেকট্রিক প্রভাবকে ফটোকন্ডাক্টিভিটি প্রভাবের সাথে সংযুক্ত করে, সনাক্তকরণ কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়। PPD DUV এবং এক্স-রে উভয়ের প্রতিই উচ্চ সংবেদনশীলতা দেখিয়েছে, যার প্রতিক্রিয়া হার যথাক্রমে 104A/W এবং 105μC×Gyair-1/cm2 পর্যন্ত, যা একই ধরণের উপকরণ দিয়ে তৈরি পূর্ববর্তী ডিটেক্টরগুলির তুলনায় 100 গুণেরও বেশি। এছাড়াও, PGR-GaOX ডিপ্লেশন অঞ্চলের মেরু প্রতিসাম্যের কারণে সৃষ্ট ইন্টারফেস পাইরোইলেকট্রিক প্রভাব ডিটেক্টরের প্রতিক্রিয়া গতি 105 গুণ বাড়িয়ে 0.1ms করতে পারে। প্রচলিত ফটোডায়োডের তুলনায়, স্ব-চালিত মোড PPDS আলো স্যুইচিংয়ের সময় পাইরোইলেকট্রিক ক্ষেত্রের কারণে উচ্চতর লাভ তৈরি করে।

এছাড়াও, PPD বায়াস মোডে কাজ করতে পারে, যেখানে লাভ বায়াস ভোল্টেজের উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল, এবং বায়াস ভোল্টেজ বৃদ্ধি করে অতি-উচ্চ লাভ অর্জন করা যেতে পারে। কম শক্তি খরচ এবং উচ্চ সংবেদনশীলতা ইমেজিং বর্ধন ব্যবস্থায় PPD-এর দুর্দান্ত প্রয়োগ সম্ভাবনা রয়েছে। এই কাজটি কেবল প্রমাণ করে না যে GaOX একটি প্রতিশ্রুতিশীলউচ্চ শক্তির ফটোডিটেক্টরউপাদান, কিন্তু উচ্চ কর্মক্ষমতাসম্পন্ন উচ্চ শক্তির ফটোডিটেক্টর বাস্তবায়নের জন্য একটি নতুন কৌশলও প্রদান করে।