ئىككى قۇتۇپلۇق ئىككى ئۆلچەملىك قار كۆچۈش فوتوگراف

ئىككى قۇتۇپلۇققار كۆچكۈنى فوتوگراف

ئىككى قۇتۇپلۇق ئىككى ئۆلچەملىك قار كۆچۈش فوتو ئېلېكتر ئۈسكۈنىسى (APD فوتوگراف) دەرىجىدىن تاشقىرى تۆۋەن شاۋقۇن ۋە يۇقىرى سەزگۈرلۈكنى بايقاشنى ئەمەلگە ئاشۇرىدۇ

بىر قانچە فوتون ھەتتا يەككە فوتوننىڭ يۇقىرى سەزگۈرلۈكنى بايقىشى ئاجىز نۇر تەسۋىر ھاسىل قىلىش ، يىراقتىن سېزىش ۋە يىراقتىن كونترول قىلىش ۋە كىۋانت ئالاقىسى قاتارلىق ساھەلەردە مۇھىم قوللىنىش ئىستىقبالىغا ئىگە. بۇنىڭ ئىچىدە قار كۆچكۈنى فوتوئېلېكتور (APD) ئوپتىكىلىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى تەتقىقاتى ساھەسىدىكى كىچىك يۆنىلىشلىك ، يۇقىرى ئۈنۈملۈك ۋە ئاسان بىرىكىش ئالاھىدىلىكى سەۋەبىدىن مۇھىم يۆنىلىشكە ئايلاندى. سىگنالدىن شاۋقۇن نىسبىتى (SNR) APD فوتوئېلېكتورنىڭ مۇھىم كۆرسەتكۈچىسى بولۇپ ، يۇقىرى پايدا ۋە تۆۋەن قاراڭغۇ توك تەلەپ قىلىدۇ. ئىككى ئۆلچەملىك (2D) ماتېرىيالنىڭ ۋان دېر ۋالسنىڭ گېروپوزنىك تەتقىقاتى يۇقىرى ئىقتىدارلىق APD لارنىڭ تەرەققىياتىنىڭ كەڭ ئىستىقبالىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. جۇڭگودىن كەلگەن تەتقىقاتچىلار ئىككى قۇتۇپلۇق ئىككى ئۆلچەملىك يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال WSe₂ نى سۈرەتكە تارتىش ماتېرىيالى قىلىپ تاللىدى ھەمدە Pt / WSe₂ / Ni قۇرۇلمىسى بىلەن ماس قەدەمدە تەييارلانغان APD فوتوئېلېكتورنى ئەڭ ياخشى ماسلاشتۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە قىلىپ ، ئەنئەنىۋى APD فوتوئېلېكتورنىڭ ئەسلىدىكى شاۋقۇن مەسىلىسىنى ھەل قىلدى.

تەتقىقات گۇرۇپپىسى Pt / WSe₂ / Ni قۇرۇلمىسىغا ئاساسەن قار كۆچكۈنى فوتوئېلېكتورنى ئوتتۇرىغا قويدى ، بۇ ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا fW سەۋىيىسىدىكى ئىنتايىن ئاجىز نۇر سىگنالىنى ئىنتايىن سەزگۈر بايقاشنى قولغا كەلتۈردى. ئۇلار ئېسىل ئېلېكتر خۇسۇسىيىتىگە ئىگە ئىككى ئۆلچەملىك يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال WSe₂ نى تاللىدى ھەمدە Pt ۋە Ni ئېلېكترود ماتېرىياللىرىنى بىرلەشتۈرۈپ ، يېڭى تىپتىكى قار كۆچۈش فوتو ئېلېكتر ئۈسكۈنىسىنى مۇۋەپپەقىيەتلىك تەرەققىي قىلدۇردى. Pt ، WSe₂ ۋە Ni ئارىسىدىكى خىزمەت فۇنكسىيەسىنى ئەلالاشتۇرۇش ئارقىلىق ، توشۇش مېخانىزمى لايىھەلەنگەن بولۇپ ، قاراڭغۇ توشۇغۇچىلارنى ئۈنۈملۈك توسىدۇ ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا فوتوگرافلىق توشۇغۇچىلارنىڭ ئۆتۈشىگە يول قويىدۇ. بۇ مېخانىزم توشۇغۇچىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرىغان ئىئونلىشىش كەلتۈرۈپ چىقارغان ھەددىدىن زىيادە شاۋقۇننى كۆرۈنەرلىك ئازايتىپ ، فوتوئېلېكتورنى ئىنتايىن تۆۋەن دەرىجىدىكى شاۋقۇن سەۋىيىسىدە يۇقىرى سەزگۈر ئوپتىكىلىق سىگنال بايقاشنى ئەمەلگە ئاشۇرالايدۇ.

ئاندىن ، ئاجىز ئېلېكتر مەيدانى كەلتۈرۈپ چىقارغان قار كۆچۈش تەسىرىنىڭ ئارقىسىدىكى مېخانىزىمنى ئايدىڭلاشتۇرۇش ئۈچۈن ، تەتقىقاتچىلار دەسلەپتە ھەر خىل مېتاللارنىڭ ئەسلى خىزمەت فۇنكسىيەسىنىڭ WSe₂ بىلەن ماسلىشىشچانلىقىنى باھالىدى. ئوخشىمىغان مېتال ئېلېكترودلىق بىر يۈرۈش مېتال يېرىم ئۆتكۈزگۈچ مېتال (MSM) ئۈسكۈنىلىرى توقۇلدى ۋە ئۇلار ئۈستىدە مۇناسىۋەتلىك سىناقلار ئېلىپ بېرىلدى. ئۇنىڭدىن باشقا ، قار كۆچۈش باشلىنىشتىن بۇرۇن توشۇغۇچىنىڭ چېچىلىشىنى ئازايتىش ئارقىلىق ، تەسىر ئىئونلاشتۇرۇشنىڭ تاسادىپىيلىقىنى ئازايتقىلى ، شۇ ئارقىلىق شاۋقۇننى ئازايتقىلى بولىدۇ. شۇڭلاشقا ، مۇناسىۋەتلىك سىناقلار ئېلىپ بېرىلدى. ۋاقىت ئىنكاس ئالاھىدىلىكى جەھەتتە Pt / WSe₂ / Ni APD نىڭ ئەۋزەللىكىنى تېخىمۇ نامايان قىلىش ئۈچۈن ، تەتقىقاتچىلار ئوخشىمىغان فوتو ئېلېكتر پايدا قىممىتى ئاستىدا ئۈسكۈنىنىڭ -3 dB كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكىنى يەنىمۇ باھالىدى.

تەجرىبە نەتىجىسىدە كۆرسىتىلىشىچە ، Pt / WSe₂ / Ni تەكشۈرگۈچ ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا ئىنتايىن تۆۋەن شاۋقۇنغا تەڭ كۈچ (NEP) نى نامايەن قىلغان بولۇپ ، ئاران 8.07 fW / √Hz. دېمەك ، تەكشۈرگۈچ ئىنتايىن ئاجىز ئوپتىكىلىق سىگنالنى پەرقلەندۈرەلەيدۇ. بۇنىڭدىن باشقا ، بۇ ئۈسكۈنىنىڭ يۇقىرى چاستوتىسى 5 × 10⁵ بولغان 20 kHz لىق چاستوتا تۇراقلىق ھالەتتە مۇقىم مەشغۇلات قىلالايدۇ ، يۇقىرى پايدا ۋە كەڭ بەلۋاغنى تەڭپۇڭلاشتۇرۇش تەس بولغان ئەنئەنىۋى يورۇقلۇق ۋولت تەكشۈرگۈچنىڭ تېخنىكىلىق يوچۇقنى مۇۋەپپەقىيەتلىك ھەل قىلىدۇ. بۇ ئىقتىدار ئۇنى يۇقىرى پايدا ۋە تۆۋەن شاۋقۇن تەلەپ قىلىدىغان قوللىنىشچان پروگراممىلاردا كۆرۈنەرلىك ئەۋزەللىك بىلەن تەمىنلەيدۇ.

بۇ تەتقىقات ماتېرىيال قۇرۇلۇشى ۋە كۆرۈنمە يۈزنى ئەلالاشتۇرۇشنىڭ ئىقتىدارنى ئاشۇرۇشتىكى ھەل قىلغۇچ رولىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇPhotodetectors. ئېلېكتر قۇتۇبى ۋە ئىككى ئۆلچەملىك ماتېرىياللارنى ئۇستىلىق بىلەن لايىھىلەش ئارقىلىق ، قاراڭغۇ توشۇغۇچىلارنىڭ مۇداپىئەلىنىش ئۈنۈمى قولغا كەلتۈرۈلۈپ ، شاۋقۇنغا ئارىلىشىش كۆرۈنەرلىك ئازايتىلىپ ، بايقاش ئۈنۈمى تېخىمۇ يۇقىرى كۆتۈرۈلدى.

بۇ تەكشۈرگۈچنىڭ ئىقتىدارى فوتو ئېلېكتر ئالاھىدىلىكىدىلا ئىپادىلىنىپلا قالماي ، يەنە كەڭ قوللىنىش ئىستىقبالىغا ئىگە. ئۆي تېمپېراتۇرىسىدىكى قاراڭغۇ توكنىڭ ئۈنۈملۈك توسۇلۇشى ۋە فوتوگرافلىق توشۇغۇچىنىڭ ئۈنۈملۈك سۈمۈرۈلۈشى بىلەن بۇ تەكشۈرگۈچ مۇھىتنى نازارەت قىلىش ، ئاسترونومىيىلىك كۆزىتىش ۋە ئوپتىكىلىق ئالاقە قاتارلىق ساھەلەردىكى ئاجىز نۇر سىگنالىنى بايقاشقا ئالاھىدە ماس كېلىدۇ. بۇ تەتقىقات نەتىجىسى تۆۋەن ئۆلچەملىك ماتېرىيال فوتوئاكتىپ نۇرنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ئۈچۈن يېڭى ئىدىيىلەرنى تەمىنلەپلا قالماي ، يەنە يۇقىرى ئىقتىدارلىق ۋە تۆۋەن قۇۋۋەتلىك ئوپتىكىلىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنىڭ كەلگۈسى تەتقىقاتى ۋە تەرەققىياتىغا يېڭى پايدىلىنىش بىلەن تەمىنلەيدۇ.