يۇقىرى ئىقتىدارلىق ئۆزلۈكىدىن ھەرىكەتلەندۈرۈلىدىغان ئىنفىرا قىزىل نۇر دېتېكتورى

يۇقىرى ئىقتىدارلىق ئۆزى ھەيدەيدىغانئىنفىرا قىزىل نۇر دېتېكتورى

ئىنفىرا قىزىلفوتودېتېكتوركۈچلۈك توسقۇنلۇققا قارشى تۇرۇش ئىقتىدارى، كۈچلۈك نىشاننى تونۇش ئىقتىدارى، ھەر قانداق ھاۋارايىدا مەشغۇلات قىلىش ۋە ياخشى يوشۇرۇش خۇسۇسىيىتىگە ئىگە. ئۇ تېبابەت، ھەربىي ئىشلار، ئالەم بوشلۇقى تېخنىكىسى ۋە مۇھىت قۇرۇلۇشى قاتارلىق ساھەلەردە بارغانسېرى مۇھىم رول ئويناۋاتىدۇ. بۇنىڭ ئىچىدە، ئۆزىنى ئۆزى باشقۇرۇشفوتوئېلېكتر بايقاشسىرتقى قوشۇمچە توك مەنبەسىسىز مۇستەقىل ئىشلىيەلەيدىغان چىپ ئۆزىنىڭ ئۆزگىچە ئىقتىدارى (مەسىلەن، ئېنېرگىيە مۇستەقىللىقى، يۇقىرى سەزگۈرلۈك ۋە مۇقىملىق قاتارلىقلار) سەۋەبىدىن ئىنفىرا قىزىل نۇر بايقاش ساھەسىدە كەڭ دىققەت قوزغىدى. ئەكسىچە، كرېمنىي ئاساسلىق ياكى تار بەلباغلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئاساسلىق ئىنفىرا قىزىل نۇر چىپلىرىغا ئوخشاش ئەنئەنىۋى فوتوئېلېكتر بايقاش چىپلىرى فوتو توك ھاسىل قىلىش ئۈچۈن فوتو ھاسىل قىلىنغان توشۇغۇچىلارنىڭ ئايرىلىشىنى قوزغىتىش ئۈچۈن قوشۇمچە ئېغىشچانلىق توك بېسىمىنى تەلەپ قىلىپلا قالماي، يەنە ئىسسىقلىق شاۋقۇنىنى ئازايتىش ۋە ئىنكاس قايتۇرۇشنى ياخشىلاش ئۈچۈن قوشۇمچە سوۋۇتۇش سىستېمىلىرىغا ئېھتىياجلىق. شۇڭلاشقا، كەلگۈسىدە كېيىنكى ئەۋلاد ئىنفىرا قىزىل نۇر بايقاش چىپلىرىنىڭ تۆۋەن توك سەرپىياتى، كىچىك چوڭلۇق، تۆۋەن باھا ۋە يۇقىرى ئىقتىدار قاتارلىق يېڭى ئۇقۇملىرى ۋە تەلىپىنى قاندۇرۇش تەس بولۇپ قالدى.

يېقىندا، جۇڭگو ۋە شىۋېتسىيە تەتقىقات گۇرۇپپىلىرى گرافېن نانولېنتا (GNR) پىلاستىنكىسى/ئاليۇمىن/يەككە كىرىستاللىق كرېمنىيغا ئاساسلانغان يېڭى بىر خىل پىنلىق گېتېرو تۇتاشتۇرۇش ئۆزلۈكىدىن ھەرىكەتلەندۈرۈلىدىغان قىسقا دولقۇنلۇق ئىنفىرا قىزىل نۇر (SWIR) فوتوئېلېكترلىق بايقاش چىپىنى ئوتتۇرىغا قويدى. ھەر خىل ئارىلىق ۋە ئىچكى ئېلېكتر مەيدانى تەرىپىدىن قوزغىتىلغان ئوپتىكىلىق دەرۋازا ئۈنۈمىنىڭ بىرلەشتۈرۈلگەن تەسىرى ئاستىدا، بۇ چىپ نۆل يانتۇلۇق توك بېسىمىدا ئىنتايىن يۇقىرى جاۋاب قايتۇرۇش ۋە بايقاش ئىقتىدارىنى نامايان قىلدى. فوتوئېلېكترلىق بايقاش چىپىنىڭ ئۆزلۈكىدىن ھەرىكەتلەندۈرۈلىدىغان ھالەتتە A جاۋاب قايتۇرۇش نىسبىتى 75.3 A/W غا، بايقاش نىسبىتى 7.5 × 10¹⁴ جونېسقا، سىرتقى كۋانت ئۈنۈمى %104 كە يېقىن بولۇپ، ئوخشاش تىپتىكى كرېمنىي ئاساسلىق چىپلارنىڭ بايقاش ئىقتىدارىنى رېكورت دەرىجىدە 7 دەرىجە يۇقىرى كۆتۈردى. بۇنىڭدىن باشقا، ئەنئەنىۋى ھەيدەش ھالىتىدە، چىپنىڭ جاۋاب قايتۇرۇش نىسبىتى، بايقاش نىسبىتى ۋە سىرتقى كۋانت ئۈنۈمى ئايرىم-ئايرىم ھالدا %843، 10¹⁵ جونېس ۋە %105 كە يەتتى، بۇلارنىڭ ھەممىسى نۆۋەتتىكى تەتقىقاتتا دوكلات قىلىنغان ئەڭ يۇقىرى قىممەتلەر. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، بۇ تەتقىقات يەنە فوتوئېلېكترلىق بايقاش چىپىنىڭ ئوپتىكىلىق ئالاقە ۋە ئىنفىرا قىزىل نۇرلۇق سۈرەتكە ئېلىش ساھەلىرىدە ئەمەلىي قوللىنىلىشىنى نامايان قىلىپ، ئۇنىڭ زور قوللىنىشچان پوتېنسىيالىنى نامايان قىلدى.

گرافېن نانولېنتا /Al₂O₃/ يەككە كىرىستاللىق كرېمنىيغا ئاساسلانغان فوتوئېلېكترلىق ئىقتىدارنى سىستېمىلىق تەتقىق قىلىش ئۈچۈن، تەتقىقاتچىلار ئۇنىڭ ستاتىك (توك-ۋولت ئەگرى سىزىقى) ۋە دىنامىك خاراكتېرلىق ئىنكاسلىرىنى (توك-ۋاقىت ئەگرى سىزىقى) سىناق قىلدى. گرافېن نانولېنتا /Al₂O₃/ مونوكىرىستاللىق كرېمنىي گېتېروقۇرۇلمىلىق فوتوئېلېكترلىق ئىنكاس ئېلېمېنتىنىڭ ھەر خىل يانتۇلۇق توك بېسىمى ئاستىدا ئوپتىكىلىق ئىنكاس خاراكتېرىنى سىستېمىلىق باھالاش ئۈچۈن، تەتقىقاتچىلار ئۈسكۈنىنىڭ دىنامىك توك ئىنكاسىنى 0 V، -1 V، -3 V ۋە -5 V يانتۇلۇقتا ئۆلچەپ، ئوپتىكىلىق توك زىچلىقى 8.15 μW/cm² بولدى. فوتوئېلېكترلىق توك تەتۈر يانتۇلۇق بىلەن ئېشىپ، بارلىق يانتۇلۇق توك بېسىمىدا تېز ئىنكاس سۈرئىتىنى كۆرسىتىدۇ.

ئاخىرىدا، تەتقىقاتچىلار بىر رەسىم سىستېمىسىنى ياساپ چىقتى ۋە قىسقا دولقۇنلۇق ئىنفىرا قىزىل نۇرنىڭ ئۆزلۈكىدىن سۈرەتكە تارتىش ئىقتىدارىنى مۇۋەپپەقىيەتلىك قولغا كەلتۈردى. بۇ سىستېما نۆل يۆنىلىشتە ئىشلەيدۇ ۋە ھېچقانداق ئېنېرگىيە سەرپىياتىغا ئىگە ئەمەس. فوتوئېلېكترنىڭ رەسىمگە تارتىش ئىقتىدارى «T» ھەرىپى نەقىشلىك قارا ماسكا ئارقىلىق باھالاندى (1-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك).

خۇلاسە قىلىپ ئېيتقاندا، بۇ تەتقىقات گرافېن نانولېنتىسىغا ئاساسلانغان ئۆزلۈكىدىن ھەرىكەتلەندۈرۈلىدىغان فوتودېتېكتورلارنى مۇۋەپپەقىيەتلىك ياساپ چىقتى ۋە رېكورت ياراتقان يۇقىرى جاۋاب قايتۇرۇش نىسبىتىگە ئېرىشتى. بۇ ئارىلىقتا، تەتقىقاتچىلار بۇنىڭ ئوپتىكىلىق ئالاقە ۋە سۈرەتكە تارتىش ئىقتىدارىنى مۇۋەپپەقىيەتلىك نامايان قىلدى.يۇقىرى سەزگۈرلۈككە ئىگە فوتودېتېكتوربۇ تەتقىقات نەتىجىسى پەقەت گرافېن نانولېنتىلىرى ۋە كرېمنىي ئاساسلىق ئوپتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنى تەرەققىي قىلدۇرۇشتا ئەمەلىي ئۇسۇل بىلەن تەمىنلەپلا قالماي، يەنە ئۇلارنىڭ ئۆزلۈكىدىن ئىشلەيدىغان قىسقا دولقۇنلۇق ئىنفىرا قىزىل نۇرلۇق فوتودېتېكتور سۈپىتىدە ئەلا ئىقتىدارىنى نامايان قىلدى.