Nova Ricerca nantu à u Fotodetector di Valanga à Bassa Dimensione

Nova Ricerca nantu à u Fotodetector di Valanga à Bassa Dimensione

A rilevazione à alta sensibilità di e tecnulugie di pochi fotoni o ancu di un fotone offre prospettive d'applicazione significative in campi cum'è l'imaghjini in poca luce, a teledetezione è a telemetria, è ancu a cumunicazione quantica. Frà questi, i fotodetectori di valanga (APD) sò diventati una direzzione impurtante in u campu di a ricerca di dispositivi optoelettronici per via di e so piccule dimensioni, alta efficienza è facile integrazione. U rapportu segnale-rumore (SNR) hè un indicatore impurtante di u fotodetector APD, chì richiede un guadagnu elevatu è una bassa corrente di bughjura. A ricerca nantu à l'eterogiunzioni di van der Waals di materiale bidimensionale (2D) mostra ampie prospettive in u sviluppu di APD à alte prestazioni. I circadori cinesi anu sceltu u materiale semiconduttore bidimensionale bipolare WSe₂ cum'è materiale fotosensibile è anu preparatu cù cura a struttura Pt/WSe₂/Ni.Fotodetector APDcù a megliu funzione di travagliu di currispundenza per risolve u prublema di rumore di guadagnu inerente di l'APD tradiziunale.

I circadori anu prupostu unfotorilevatore di valangabasatu annantu à a struttura Pt/WSe₂/Ni, ottenendu una rilevazione altamente sensibile di signali luminosi estremamente debuli à u livellu fW à temperatura ambiente. Anu sceltu u materiale semiconduttore bidimensionale WSe₂, chì hà eccellenti proprietà elettriche, è l'anu cumminatu cù materiali d'elettrodi Pt è Ni per sviluppà cù successu un novu tipu di fotodetector di valanga. Ottimizendu precisamente a currispundenza di a funzione di travagliu trà Pt, WSe₂ è Ni, hè statu cuncipitu un mecanismu di trasportu chì pò bluccà efficacemente i purtatori scuri mentre permette selettivamente à i purtatori fotogenerati di passà. Stu mecanismu riduce significativamente u rumore eccessivu causatu da l'ionizazione d'impattu di u purtatore, permettendu à u fotodetector di ottene una rilevazione di signali ottici altamente sensibile à un livellu di rumore estremamente bassu.

Stu studiu dimostra u rolu cruciale di l'ingegneria di i materiali è di l'ottimisazione di l'interfaccia in u miglioramentu di e prestazioni difotodetettoriGrazie à un cuncepimentu ingegnosu di l'elettrodi è di i materiali bidimensionali, hè statu ottenutu l'effettu di schermatura di i purtatori scuri, riducendu significativamente l'interferenza di u rumore è migliurendu ulteriormente l'efficienza di a rilevazione. A prestazione di stu rilevatore ùn si riflette micca solu in e so caratteristiche fotoelettriche, ma hà ancu ampie prospettive d'applicazione. Cù u so bloccu efficace di a corrente scura à temperatura ambiente è l'assorbimentu efficiente di i purtatori fotogenerati, stu fotorilevatore hè particularmente adattatu per a rilevazione di segnali luminosi debuli in campi cum'è u monitoraghju ambientale, l'osservazione astronomica è a cumunicazione ottica. Questa realizazione di ricerca ùn furnisce micca solu nuove idee per u sviluppu di fotorilevatori di materiali à bassa dimensionalità, ma offre ancu novi riferimenti per a futura ricerca è u sviluppu di dispositivi optoelettronici à alte prestazioni è à bassa putenza.


Data di publicazione: 27 d'aostu 2025