Bipolar roa refyfitaovana fitiliana ny firodanan'ny rano
Ny fitaovana fijerena ny firotsahan'ny rano amin'ny lafiny roa bipolar (Mpamantatra sary APD) mahatratra tabataba ambany dia ambany sy fitiliana fahatsapana avo lenta
Ny fitadiavana fotona vitsivitsy amin'ny fahatsapana avo lenta na fotona tokana aza dia manana fahafahana hampiasa azy amin'ny sehatra toy ny fakana sary maivana malemy, ny fijerena lavitra sy ny telemetria, ary ny fifandraisana kuantum. Anisan'izany ny avalanche photodetector (APD) izay lasa sehatra manan-danja eo amin'ny sehatry ny fikarohana fitaovana optoelektronika noho ny toetrany kely, fahombiazana avo lenta ary fampidirana mora. Ny tahan'ny signal-to-noise (SNR) dia famantarana manan-danja amin'ny photodetector APD, izay mitaky tombony avo lenta sy courant maizina ambany. Ny fikarohana momba ny heterojunctions van der Waals amin'ny fitaovana roa dimensions (2D) dia mampiseho fahafahana midadasika amin'ny fampivoarana APD avo lenta. Ireo mpikaroka avy any Shina dia nifidy ny fitaovana semiconductor roa dimensions bipolar WSe₂ ho fitaovana photosensitive ary photodetector APD voaomana tsara miaraka amin'ny rafitra Pt/WSe₂/Ni izay manana ny fiasa mifanaraka tsara indrindra, mba hamahana ny olan'ny tabataba ateraky ny photodetector APD nentim-paharazana.
Nanolotra fitaovana fitiliana ny firotsahan'ny rano miolikolika mifototra amin'ny rafitra Pt/WSe₂/Ni ny ekipa mpikaroka, izay nahavita fitiliana saro-pady ireo famantarana hazavana malemy dia malemy amin'ny ambaratonga fW amin'ny mari-pana ao an-trano. Nifidy ny fitaovana semiconductor roa refy WSe₂ izy ireo, izay manana toetra elektrika tena tsara, ary nampiarahana ny fitaovana elektroda Pt sy Ni mba hamolavola karazana fitaovana fitiliana ny firotsahan'ny rano miolikolika vaovao. Tamin'ny alàlan'ny fanatsarana tsara ny fampifanarahana ny asan'ny Pt, WSe₂ ary Ni, dia noforonina ny rafitra fitaterana izay afaka manakana tsara ireo mpitatitra maizina sady mamela ireo mpitatitra novokarin'ny hazavana handalo. Ity rafitra ity dia mampihena be dia be ny tabataba tafahoatra ateraky ny ionisation fiantraikan'ny mpitatitra, ahafahan'ny fitaovana fitiliana ny famantarana optika saro-pady amin'ny ambaratonga tabataba ambany dia ambany.
Avy eo, mba hanazavana ny mekanisma ao ambadiky ny fiantraikan'ny fihotsahan'ny tany vokatry ny saha elektrika malemy, dia nanombana voalohany ny fifanarahana eo amin'ny fiasan'ny metaly isan-karazany amin'ny WSe₂ ireo mpikaroka. Nisy andiana fitaovana metaly-semiconductor-metaly (MSM) misy elektroda metaly samihafa no namboarina ary nisy fitsapana mifandraika amin'izany natao tamin'izy ireo. Ankoatra izany, amin'ny alàlan'ny fampihenana ny fiparitahan'ny mpitatitra alohan'ny hanombohan'ny fihotsahan'ny tany, dia azo ahena ny kisendrasendra amin'ny ionisation fiantraikany, ka mampihena ny tabataba. Noho izany, dia nisy fitsapana mifandraika amin'izany natao. Mba hampisehoana bebe kokoa ny maha-ambony ny Pt/WSe₂/Ni APD raha ny momba ny toetran'ny famaliana ara-potoana, dia nanombana bebe kokoa ny bandwidth -3 dB an'ny fitaovana ireo mpikaroka teo ambanin'ny sanda photoelectric gain samihafa.
Ny valin'ny andrana dia mampiseho fa ny mpitsikilo Pt/WSe₂/Ni dia mampiseho hery mitovy amin'ny tabataba (NEP) ambany dia ambany amin'ny mari-pana ao an-trano, izay 8.07 fW/√Hz ihany. Midika izany fa afaka mamantatra ireo famantarana optika malemy dia malemy ny mpitsikilo. Ho fanampin'izany, ity fitaovana ity dia afaka miasa tsara amin'ny matetika modulation 20 kHz miaraka amin'ny gain avo 5 × 10⁵, izay mamaha soa aman-tsara ny sakana ara-teknika amin'ny mpitsikilo photovoltaic nentim-paharazana izay sarotra ny mandanjalanja ny gain avo sy ny bandwidth. Ity endri-javatra ity dia antenaina hanome azy tombony lehibe amin'ny fampiharana izay mitaky gain avo sy tabataba ambany.
Ity fikarohana ity dia mampiseho ny anjara toerana lehibe amin'ny injeniera ara-materialy sy ny fanatsarana ny interface amin'ny fanatsarana ny fahombiazan'nyphotodetectorsTamin'ny alalan'ny famolavolana elektrôda sy fitaovana roa refy tamim-pahakingana, dia tratra ny fiantraikan'ny fiarovana ireo mpitatitra maizina, izay mampihena be ny fitsabahan'ny tabataba ary manatsara bebe kokoa ny fahombiazan'ny fitiliana.
Tsy hita taratra amin'ny toetran'ny photoelectric fotsiny ny fahombiazan'ity fitaovana fitiliana ity, fa manana fahafahana hampiasa azy amin'ny sehatra maro ihany koa. Noho ny fanakanana mahomby ny courant maizina amin'ny mari-pana ao an-trano sy ny fidiran'ny mpitatitra photogenerated mahomby, ity fitaovana fitiliana ity dia tena mety amin'ny famantarana ny hazavana malemy amin'ny sehatra toy ny fanaraha-maso ny tontolo iainana, ny fandinihana astronomika, ary ny fifandraisana optika. Ity zava-bitan'ny fikarohana ity dia tsy vitan'ny hoe manome hevitra vaovao ho an'ny fampivoarana ireo fitaovana fitiliana photoelectronic ambany refy, fa manolotra referansa vaovao ho an'ny fikarohana sy ny fampandrosoana ny fitaovana optoelektronika avo lenta sy ambany hery ihany koa.
Fotoana fandefasana: 18 Jona 2025