ਨਵਾਂ ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ

ਨਵਾਂ ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ

ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਪੌਲੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਨ ਗੈਲਿਅਮ-ਅਮੀਰ ਗੈਲਿਅਮ ਆਕਸਾਈਡ ਸਮੱਗਰੀ (ਪੀਜੀਆਰ-ਗਾਓਐਕਸ) 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਚੀਨੀ ਅਕੈਡਮੀ ਆਫ਼ ਸਾਇੰਸਜ਼ (ਸੀਏਐਸ) ਦੀ ਇੱਕ ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ ਜੋੜੀ ਇੰਟਰਫੇਸ ਪਾਈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਦੁਆਰਾ ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਗਤੀ ਉੱਚ ਫੋਟੋਡਿਟੇਟਰ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਰਣਨੀਤੀ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਅਤੇ ਫੋਟੋਕੰਡਕਟੀਵਿਟੀ ਪ੍ਰਭਾਵ, ਅਤੇ ਸੰਬੰਧਿਤ ਖੋਜ ਨੂੰ ਐਡਵਾਂਸਡ ਮੈਟੀਰੀਅਲਜ਼ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਵਾਲੇ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਡਿਟੈਕਟਰ (ਡੀਪ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ (DUV) ਤੋਂ ਐਕਸ-ਰੇ ਬੈਂਡਾਂ ਲਈ) ਰਾਸ਼ਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ, ਦਵਾਈ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਸਮੇਤ ਕਈ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਨ।

ਹਾਲਾਂਕਿ, ਮੌਜੂਦਾ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਜਿਵੇਂ ਕਿ Si ਅਤੇ α-Se ਵਿੱਚ ਵੱਡੇ ਲੀਕੇਜ ਕਰੰਟ ਅਤੇ ਘੱਟ ਐਕਸ-ਰੇ ਸਮਾਈ ਗੁਣਾਂਕ ਦੀਆਂ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਹਨ, ਜੋ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਖੋਜ ਦੀਆਂ ਲੋੜਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਉਲਟ, ਵਾਈਡ-ਬੈਂਡ ਗੈਪ (WBG) ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਗੈਲਿਅਮ ਆਕਸਾਈਡ ਸਮੱਗਰੀ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਖੋਜ ਲਈ ਬਹੁਤ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਿਖਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਸਮੱਗਰੀ ਵਾਲੇ ਪਾਸੇ ਅਟੱਲ ਡੂੰਘੇ ਪੱਧਰ ਦੇ ਜਾਲ ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਢਾਂਚੇ 'ਤੇ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੀ ਘਾਟ ਕਾਰਨ, ਵਾਈਡ-ਬੈਂਡ ਗੈਪ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਗਤੀ ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਫੋਟੌਨ ਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਨੂੰ ਮਹਿਸੂਸ ਕਰਨਾ ਚੁਣੌਤੀਪੂਰਨ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ, ਚੀਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ PGR-GaOX 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਇੱਕ ਪਾਈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੋਟੋਕੰਡਕਟਿਵ ਡਾਇਓਡ (PPD) ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਇੰਟਰਫੇਸ ਪਾਈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਫੋਟੋਕੰਡਕਟੀਵਿਟੀ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨਾਲ ਜੋੜ ਕੇ, ਖੋਜ ਕਾਰਜਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਸੁਧਾਰ ਹੋਇਆ ਹੈ। PPD ਨੇ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 104A/W ਅਤੇ 105μC×Gyair-1/cm2 ਤੱਕ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦਰਾਂ ਦੇ ਨਾਲ, DUV ਅਤੇ ਐਕਸ-ਰੇ ਦੋਵਾਂ ਲਈ ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਦਿਖਾਈ, ਸਮਾਨ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਬਣੇ ਪਿਛਲੇ ਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਨਾਲੋਂ 100 ਗੁਣਾ ਵੱਧ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, PGR-GaOX ਡਿਪਲੇਸ਼ਨ ਖੇਤਰ ਦੀ ਧਰੁਵੀ ਸਮਰੂਪਤਾ ਦੇ ਕਾਰਨ ਇੰਟਰਫੇਸ ਪਾਈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਗਤੀ ਨੂੰ 105 ਗੁਣਾ 0.1ms ਤੱਕ ਵਧਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਫੋਟੋਡੀਓਡਸ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਸਵੈ-ਸੰਚਾਲਿਤ ਮੋਡ PPDS ਲਾਈਟ ਸਵਿਚਿੰਗ ਦੌਰਾਨ ਪਾਈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਵਧੇਰੇ ਲਾਭ ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, PPD ਪੱਖਪਾਤ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਲਾਭ ਪੱਖਪਾਤ ਵੋਲਟੇਜ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਨਿਰਭਰ ਹੈ, ਅਤੇ ਪੱਖਪਾਤ ਵੋਲਟੇਜ ਨੂੰ ਵਧਾ ਕੇ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਲਾਭ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। PPD ਕੋਲ ਘੱਟ ਊਰਜਾ ਦੀ ਖਪਤ ਅਤੇ ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਇਮੇਜਿੰਗ ਸੁਧਾਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਵਧੀਆ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਸਮਰੱਥਾ ਹੈ। ਇਹ ਕੰਮ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਇਹ ਸਾਬਤ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ GaOX ਇੱਕ ਹੋਨਹਾਰ ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਹੈ, ਪਰ ਇਹ ਉੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਨੂੰ ਸਾਕਾਰ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਰਣਨੀਤੀ ਵੀ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।