Elmas DUV dedektörünü gerçekleştirin

Diamond, ultra geniş bant aralığı, yüksek termal iletkenlik, kimyasal atıllık, yüksek yalıtım ve radyasyon direncine sahip bir malzeme olarak, düf fotodetektörlerinin üretimi için ideal bir aday materyal olarak kabul edilir. Elmas tabanlı fotodetektörlerin geliştirilmesi biraz ilerleme kaydetmiştir, ancak hassasiyet ve genel performansın pratik uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için daha da geliştirilmesi gerekmektedir. Araştırmacılar, tek çipli entegrasyonun zorluklarını ele almak ve entegre devrelerle uyumlu DUV dedektör teknolojisinin gelişimini teşvik etmek için düşük voltajlarda çalışan ultra yüksek kazançlı DUV fotodetektörlerine ulaşmak için yüzey durumlarının ve derin kusurların sinerjistik etkisini araştırıyorlar.

 

Ultra geniş bant aralığı yarı iletkenleri alanında, araştırmacılar, fotomultiplier tüpler (PMT) ile karşılaştırılabilir performans elde etmeyi amaçlayan ultra yüksek kazançlı derin ultraviyole (DUV) fotodetektörler geliştirmek için çalışıyorlar. Bu dedektörler, yüksek hassasiyet, yüksek hız, yüksek spektral seçicilik, yüksek sinyal-gürültü oranı ve yüksek stabilite sağlayabildikleri için 200-280 nanometrelerin dalga boyu aralığında kör tespit ve iletişim için çok önemlidir. Bununla birlikte, ALGAN ve GA2O3 gibi ultra geniş bant aralığı yarı iletkenlerine dayanan mevcut dedektörler, yüksek operasyon voltajı, yüksek kafes kusuru yoğunluğu, faz ayrımı ve performansdaki daha fazla gelişimini sınırlayan manyetik alanlara duyarlılık gibi zorluklarla karşı karşıyadır.

 

Japonya'daki Ulusal Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Enstitüsü'nden Liao Meiyong liderliğindeki ekip, yüzey durumları ve derin kusurların IB tipi tek kristal elmas (SCD) substratları üzerindeki sinerjistik etkisinin ultra yüksek kazançlı DUV fotodetektörleri (PD) elde edebileceğini göstermiştir. düşük çalışma voltajları ile (<5V). The overall photoresponse of diamond DUV-PD, such as sensitivity, dark current, spectral selectivity, and response speed, can be easily customized by hydrogen or oxygen termination on the SCD substrate surface. Under 220 nm light, the DUV response rate and external quantum efficiency exceed 2.5 × 104 A/W and 1.4 × 107%, respectively, which is comparable to PMT. The DUV/visible light suppression ratio (R220 nm/R400 nm) is as high as 6.7 × 105. The depletion of two-dimensional hole gas by deep nitrogen defects provides low dark current, and the filling of ionized nitrogen under DUV irradiation generates a huge photocurrent. The synergistic effect of surface states and intrinsic depth defects has opened up the way for the development of DUV detectors compatible with integrated circuits.

 

İlgili başarılar, "Düşük voltaj çalışmasına sahip ultra yüksek kazançlı derin ultra menekşe fotodetektör" başlığı "yüzey durumlarının sinerjistik etkisi ve derin kusurlar" başlığı altında yayınlanmıştır.