ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲਾ ਸਵੈ-ਚਾਲਿਤ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ

ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਸਵੈ-ਚਾਲਿਤਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ

ਇਨਫਰਾਰੈੱਡਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਇਸ ਵਿੱਚ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਦਖਲ-ਰੋਕੂ ਸਮਰੱਥਾ, ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਨਿਸ਼ਾਨਾ ਪਛਾਣਨ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ, ਹਰ ਮੌਸਮ ਵਿੱਚ ਸੰਚਾਲਨ ਅਤੇ ਚੰਗੀ ਛੁਪਾਉਣ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹਨ। ਇਹ ਦਵਾਈ, ਫੌਜੀ, ਪੁਲਾੜ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਅਤੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਵਰਗੇ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਵਧਦੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, ਸਵੈ-ਚਾਲਿਤਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਖੋਜਚਿੱਪ ਜੋ ਬਾਹਰੀ ਵਾਧੂ ਬਿਜਲੀ ਸਪਲਾਈ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਸੁਤੰਤਰ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਨੇ ਆਪਣੀ ਵਿਲੱਖਣ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਊਰਜਾ ਸੁਤੰਤਰਤਾ, ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਸਥਿਰਤਾ, ਆਦਿ) ਦੇ ਕਾਰਨ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਖੋਜ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਧਿਆਨ ਖਿੱਚਿਆ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਰਵਾਇਤੀ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਖੋਜ ਚਿਪਸ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਜਾਂ ਤੰਗ-ਬੈਂਡਗੈਪ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ-ਅਧਾਰਤ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਚਿਪਸ, ਨੂੰ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਫੋਟੋਜਨਰੇਟ ਕੀਤੇ ਕੈਰੀਅਰਾਂ ਦੇ ਵੱਖ ਹੋਣ ਨੂੰ ਚਲਾਉਣ ਲਈ ਵਾਧੂ ਪੱਖਪਾਤ ਵੋਲਟੇਜ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਸਗੋਂ ਥਰਮਲ ਸ਼ੋਰ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਅਤੇ ਜਵਾਬਦੇਹੀ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਵਾਧੂ ਕੂਲਿੰਗ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਵੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਖੋਜ ਚਿਪਸ ਦੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੀਆਂ ਨਵੀਆਂ ਧਾਰਨਾਵਾਂ ਅਤੇ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੋ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਘੱਟ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਖਪਤ, ਛੋਟਾ ਆਕਾਰ, ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਅਤੇ ਉੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ।

ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਚੀਨ ਅਤੇ ਸਵੀਡਨ ਦੀਆਂ ਖੋਜ ਟੀਮਾਂ ਨੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਰਿਬਨ (GNR) ਫਿਲਮਾਂ/ਐਲੂਮੀਨਾ/ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਿਲੀਕਾਨ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਇੱਕ ਨਾਵਲ ਪਿੰਨ ਹੇਟਰੋਜੰਕਸ਼ਨ ਸਵੈ-ਚਾਲਿਤ ਸ਼ਾਰਟ-ਵੇਵ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ (SWIR) ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਡਿਟੈਕਸ਼ਨ ਚਿੱਪ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਰੱਖਿਆ ਹੈ। ਵਿਭਿੰਨ ਇੰਟਰਫੇਸ ਅਤੇ ਬਿਲਟ-ਇਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦੁਆਰਾ ਸ਼ੁਰੂ ਕੀਤੇ ਗਏ ਆਪਟੀਕਲ ਗੇਟਿੰਗ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੇ ਸੰਯੁਕਤ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੇ ਤਹਿਤ, ਚਿੱਪ ਨੇ ਜ਼ੀਰੋ ਬਾਈਸ ਵੋਲਟੇਜ 'ਤੇ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਅਤੇ ਖੋਜ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ। ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਡਿਟੈਕਸ਼ਨ ਚਿੱਪ ਵਿੱਚ ਸਵੈ-ਚਾਲਿਤ ਮੋਡ ਵਿੱਚ 75.3 A/W ਜਿੰਨੀ ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦਰ, 7.5 × 10¹⁴ ਜੋਨਸ ਦੀ ਖੋਜ ਦਰ, ਅਤੇ 104% ਦੇ ਨੇੜੇ ਇੱਕ ਬਾਹਰੀ ਕੁਆਂਟਮ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਉਸੇ ਕਿਸਮ ਦੇ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਚਿਪਸ ਦੇ ਖੋਜ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਰਿਕਾਰਡ 7 ਆਰਡਰ ਦੇ ਮਾਪ ਦੁਆਰਾ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਰਵਾਇਤੀ ਡਰਾਈਵ ਮੋਡ ਦੇ ਤਹਿਤ, ਚਿੱਪ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦਰ, ਖੋਜ ਦਰ, ਅਤੇ ਬਾਹਰੀ ਕੁਆਂਟਮ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 843 A/W, 10¹⁵ ਜੋਨਸ, ਅਤੇ 105% ਜਿੰਨੀ ਉੱਚੀ ਹੈ, ਇਹ ਸਾਰੇ ਮੌਜੂਦਾ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਭ ਤੋਂ ਉੱਚੇ ਮੁੱਲ ਹਨ। ਇਸ ਦੌਰਾਨ, ਇਸ ਖੋਜ ਨੇ ਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ ਅਤੇ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਇਮੇਜਿੰਗ ਦੇ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਡਿਟੈਕਸ਼ਨ ਚਿੱਪ ਦੇ ਅਸਲ-ਸੰਸਾਰ ਉਪਯੋਗ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵੀ ਕੀਤਾ, ਇਸਦੀ ਵਿਸ਼ਾਲ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਉਜਾਗਰ ਕੀਤਾ।

ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਰਿਬਨ /Al₂O₃/ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਿਲੀਕਾਨ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦੇ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਲਈ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇਸਦੇ ਸਥਿਰ (ਮੌਜੂਦਾ-ਵੋਲਟੇਜ ਵਕਰ) ਅਤੇ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ (ਮੌਜੂਦਾ-ਸਮਾਂ ਵਕਰ) ਦੀ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਬਾਈਸ ਵੋਲਟੇਜ ਦੇ ਅਧੀਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਰਿਬਨ /Al₂O₃/ ਮੋਨੋਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਨ ਸਿਲੀਕਾਨ ਹੇਟਰੋਸਟ੍ਰਕਚਰ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀਆਂ ਆਪਟੀਕਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਮੁਲਾਂਕਣ ਕਰਨ ਲਈ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਡਿਵਾਈਸ ਦੇ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਮੌਜੂਦਾ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਨੂੰ 0 V, -1 V, -3 V ਅਤੇ -5 V ਬਾਈਸ 'ਤੇ ਮਾਪਿਆ, ਜਿਸਦੀ ਆਪਟੀਕਲ ਪਾਵਰ ਘਣਤਾ 8.15 μW/cm² ਹੈ। ਰਿਵਰਸ ਬਾਈਸ ਦੇ ਨਾਲ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਵਧਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਸਾਰੇ ਬਾਈਸ ਵੋਲਟੇਜ 'ਤੇ ਇੱਕ ਤੇਜ਼ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਗਤੀ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।

ਅੰਤ ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਇਮੇਜਿੰਗ ਸਿਸਟਮ ਬਣਾਇਆ ਅਤੇ ਸ਼ਾਰਟ-ਵੇਵ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਦੀ ਸਵੈ-ਸੰਚਾਲਿਤ ਇਮੇਜਿੰਗ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ। ਸਿਸਟਮ ਜ਼ੀਰੋ ਪੱਖਪਾਤ ਦੇ ਅਧੀਨ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਕੋਈ ਊਰਜਾ ਖਪਤ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀ ਇਮੇਜਿੰਗ ਸਮਰੱਥਾ ਦਾ ਮੁਲਾਂਕਣ "T" ਅੱਖਰ ਪੈਟਰਨ ਵਾਲੇ ਕਾਲੇ ਮਾਸਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 1 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ)।

ਸਿੱਟੇ ਵਜੋਂ, ਇਸ ਖੋਜ ਨੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਰਿਬਨ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ ਸਵੈ-ਸੰਚਾਲਿਤ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਨੂੰ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਅਤੇ ਇੱਕ ਰਿਕਾਰਡ-ਤੋੜ ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ। ਇਸ ਦੌਰਾਨ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇਸ ਦੀਆਂ ਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ ਅਤੇ ਇਮੇਜਿੰਗ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਦਾ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ।ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਜਵਾਬਦੇਹ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਇਹ ਖੋਜ ਪ੍ਰਾਪਤੀ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਰਿਬਨ ਅਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਲਈ ਇੱਕ ਵਿਹਾਰਕ ਪਹੁੰਚ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਸਗੋਂ ਸਵੈ-ਸੰਚਾਲਿਤ ਸ਼ਾਰਟ-ਵੇਵ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਵੀ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ।