අඩු එළිපත්ත අධෝරක්ත හිම කුණාටු ඡායා අනාවරකය

අඩු එළිපත්ත අධෝරක්තහිම කුණාටු ප්‍රභා අනාවරකය

අධෝරක්ත හිම කුණාටු ඡායා අනාවරකය (APD ෆොටෝඩෙටෙක්ටරය) යනු පන්තියකිඅර්ධ සන්නායක ප්‍රකාශ විද්‍යුත් උපාංගෆෝටෝන කිහිපයක් හෝ තනි ෆෝටෝන පවා හඳුනාගැනීමේ හැකියාව ලබා ගැනීම සඳහා, ගැටීමේ අයනීකරණ බලපෑම හරහා ඉහළ ලාභයක් ලබා දෙයි. කෙසේ වෙතත්, සාම්ප්‍රදායික APD ෆොටෝඩෙටෙක්ටර් ව්‍යුහයන්හිදී, සමතුලිත නොවන වාහක විසිරුම් ක්‍රියාවලිය බලශක්ති අලාභයට හේතු වේ, එනම් හිම කුණාටු එළිපත්ත වෝල්ටීයතාවය සාමාන්‍යයෙන් 50-200 V දක්වා ළඟා විය යුතුය. මෙය උපාංගයේ ධාවක වෝල්ටීයතාවය සහ කියවීමේ පරිපථ නිර්මාණය සඳහා ඉහළ ඉල්ලුමක් ඇති කරයි, පිරිවැය වැඩි කිරීම සහ පුළුල් යෙදුම් සීමා කිරීම.

මෑතකදී, චීන පර්යේෂණ මගින් අඩු හිම කුණාටු එළිපත්ත වෝල්ටීයතාවයක් සහ ඉහළ සංවේදීතාවයක් සහිත හිම කුණාටු අසල අධෝරක්ත අනාවරකයේ නව ව්‍යුහයක් යෝජනා කර ඇත. පරමාණුක ස්ථරයේ ස්වයං-මාත්‍රණ සමජාතීය හන්දිය මත පදනම්ව, හිම කුණාටු ෆොටෝඩෙටෙක්ටරය විෂම සන්ධියේදී නොවැළැක්විය හැකි අතුරුමුහුණත් දෝෂ තත්ත්වයෙන් ඇති වන හානිකර විසිරීම විසඳයි. මේ අතර, පරිවර්තන සමමිතිය බිඳීම මගින් ඇති කරන ලද ශක්තිමත් දේශීය "උච්ච" විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය වාහකයන් අතර කූලෝම් අන්තර්ක්‍රියාව වැඩි දියුණු කිරීමට, තලයෙන් පිටත ෆෝනෝන් මාදිලිය ආධිපත්‍යය දරන විසිරීම මැඩපැවැත්වීමට සහ සමතුලිත නොවන වාහකවල ඉහළ දෙගුණ කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගැනීමට භාවිතා කරයි. කාමර උෂ්ණත්වයේ දී, එළිපත්ත ශක්තිය න්‍යායාත්මක සීමාවට ආසන්න වේ උදා (උදා: අර්ධ සන්නායකයේ කලාප පරතරය) සහ අධෝරක්ත හිම කුණාටු අනාවරකයේ හඳුනාගැනීමේ සංවේදීතාව ෆෝටෝන මට්ටම 10000 දක්වා වේ.

මෙම අධ්‍යයනය ආරෝපණ වාහක හිම කුණාටු සඳහා ලාභ මාධ්‍යයක් ලෙස පරමාණු-ස්ථර ස්වයං-මාත්‍රණය කරන ලද ටංස්ටන් ඩයිසෙලනයිඩ් (WSe₂) සමජාතීය හන්දිය (ද්විමාන සංක්‍රාන්ති ලෝහ කැල්කොජෙනයිඩ්, TMD) මත පදනම් වේ. විකෘති සමජාතීය හන්දිය අතුරුමුහුණතෙහි ශක්තිමත් දේශීය "ස්පයික්" විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් ඇති කිරීම සඳහා භූලක්ෂණ පියවර විකෘතියක් නිර්මාණය කිරීමෙන් අවකාශීය පරිවර්තන සමමිතික බිඳීම සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ.

ඊට අමතරව, පරමාණුක ඝනකමට ෆෝනෝන් මාදිලිය මගින් ආධිපත්‍යය දරන විසිරුම් යාන්ත්‍රණය මැඩපැවැත්විය හැකි අතර, ඉතා අඩු අලාභයක් සහිත සමතුලිත නොවන වාහකයේ ත්වරණය සහ ගුණ කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සාක්ෂාත් කර ගත හැකිය. මෙය කාමර උෂ්ණත්වයේ දී හිම කුණාටු එළිපත්ත ශක්තිය න්‍යායාත්මක සීමාවට ආසන්න කරයි, එනම් අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය කලාප පරතරය උදා. හිම කුණාටු එළිපත්ත වෝල්ටීයතාවය 50 V සිට 1.6 V දක්වා අඩු කරන ලද අතර, පර්යේෂකයන්ට හිම කුණාටුව ධාවනය කිරීම සඳහා පරිණත අඩු වෝල්ටීයතා ඩිජිටල් පරිපථ භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසයි.ප්‍රකාශ අනාවරකයධාවක ඩයෝඩ සහ ට්‍රාන්සිස්ටර මෙන්ම. මෙම අධ්‍යයනය අඩු එළිපත්ත හිම කුණාටු ගුණ කිරීමේ ආචරණය සැලසුම් කිරීම හරහා සමතුලිත නොවන වාහක ශක්තිය කාර්යක්ෂමව පරිවර්තනය කිරීම සහ භාවිතය සාක්ෂාත් කර ගන්නා අතර, එය ඊළඟ පරම්පරාවේ ඉතා සංවේදී, අඩු එළිපත්ත සහ ඉහළ ලාභ හිම කුණාටු අධෝරක්ත හඳුනාගැනීමේ තාක්ෂණය සංවර්ධනය කිරීම සඳහා නව ඉදිරිදර්ශනයක් සපයයි.