Atalase baxuko infragorriakelur-jausien fotodetektagailua
Elur-jausien infragorrien fotodetektagailua (APD fotodetektagailua) klase bat daerdieroalezko gailu fotoelektrikoaktalka-ionizazio efektuaren bidez irabazi handia sortzen dutenak, fotoi gutxi batzuk edo fotoi bakarrak detektatzeko gaitasuna lortzeko. Hala ere, ohiko APD fotodetektagailu egituretan, oreka gabeko eramaileen sakabanaketa prozesuak energia galtzea dakar, eta, beraz, elur-jausi atalase-tentsioak normalean 50-200 V-ra iritsi behar du. Horrek eskakizun handiagoak ezartzen dizkio gailuaren gidatzeko tentsioari eta irakurketa zirkuituaren diseinuari, kostuak handituz eta aplikazio zabalagoak mugatuz.
Duela gutxi, Txinako ikerketak elur-jausi infragorri hurbileko detektagailu baten egitura berri bat proposatu du, elur-jausi atalase-tentsio baxua eta sentikortasun handia dituena. Geruza atomikoaren auto-dopaketa homojuntura oinarritzat hartuta, elur-jausi fotodetektagailuak heterojunturan saihestezina den interfazearen akats-egoerak eragindako sakabanaketa kaltegarria konpontzen du. Bitartean, translazio-simetriaren hausturak eragindako tokiko "gailur" eremu elektriko sendoa erabiltzen da eramaileen arteko Coulomb interakzioa hobetzeko, planotik kanpoko fonoi moduak menderatutako sakabanaketa kentzeko eta oreka ez duten eramaileen bikoizketa-eraginkortasun handia lortzeko. Giro-tenperaturan, atalase-energia Eg muga teorikotik gertu dago (Eg erdieroalearen banda-tartea da) eta infragorri elur-jausi detektagailuaren detekzio-sentsibilitatea 10000 fotoi mailara artekoa da.
Ikerketa hau atomo-geruzako autodopatutako tungsteno diseleniuroaren (WSe₂) homojunturan (bi dimentsioko trantsizio-metalen kalkogenuroa, TMD) oinarritzen da, karga-eramaileen elur-jausien irabazi-euskarri gisa. Espazio-simetriaren translazio-haustura lortzen da topografia-urrats mutazio bat diseinatuz, mutantearen homojuntura-interfazean "punta" eremu elektriko lokal sendo bat eragiteko.
Gainera, lodiera atomikoak fonoi moduak menderatutako sakabanaketa mekanismoa ezaba dezake, eta oreka gabeko garraiatzaileen azelerazio eta biderketa prozesua gauzatu dezake galera oso txikiarekin. Horrek elur-jausien atalase-energia giro-tenperaturan muga teorikora hurbiltzen du, hau da, erdieroale materialaren banda-tarteera. Adibidez, elur-jausien atalase-tentsioa 50 V-tik 1,6 V-ra murriztu zen, ikertzaileei tentsio baxuko zirkuitu digital helduak erabiltzeko aukera emanez elur-jausia bultzatzeko.fotodetektagailubaita gidatzeko diodoak eta transistoreak ere. Ikerketa honek oreka gabeko garraiatzaile-energiaren bihurketa eta erabilera eraginkorra gauzatzen du atalase baxuko elur-jausien biderketa-efektuaren diseinuaren bidez, eta horrek ikuspegi berri bat eskaintzen du hurrengo belaunaldiko elur-jausien infragorri detekzio-teknologia oso sentikorra, atalase baxukoa eta irabazi handikoa garatzeko.
Argitaratze data: 2025eko apirilaren 16a