डायमंड ड्यूव डिटेक्टर का एहसास करें

डायमंड, अल्ट्रा वाइड बैंडगैप, उच्च तापीय चालकता, रासायनिक जड़ता, उच्च इन्सुलेशन और विकिरण प्रतिरोध के साथ एक सामग्री के रूप में, डीयूवी फोटोडेटेक्टर्स के निर्माण के लिए एक आदर्श उम्मीदवार सामग्री माना जाता है। डायमंड आधारित फोटोडेटेक्टर्स के विकास ने कुछ प्रगति की है, लेकिन व्यावहारिक अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए संवेदनशीलता और समग्र प्रदर्शन को अभी भी और बेहतर बनाने की आवश्यकता है। शोधकर्ता सिंगल-चिप एक इंटीग्रेशन की चुनौतियों को संबोधित करने और एकीकृत सर्किट के साथ संगत डीयूवी डिटेक्टर प्रौद्योगिकी के विकास को बढ़ावा देने के लिए, अल्ट्रा-हाई गेन डीयूवी फोटोडेटेक्टर्स को प्राप्त करने के लिए सतह राज्यों और गहरे दोषों के सहक्रियात्मक प्रभाव की खोज कर रहे हैं।

 

अल्ट्रा वाइड बैंडगैप सेमीकंडक्टर्स के क्षेत्र में, शोधकर्ता अल्ट्रा-हाई लाभ के साथ गहरी पराबैंगनी (डीयूवी) फोटोडेटेक्टर्स को विकसित करने के लिए काम कर रहे हैं, जिसका उद्देश्य फोटोमल्टिप्लियर ट्यूब्स (पीएमटी) के लिए प्रदर्शन को प्राप्त करना है। ये डिटेक्टर 200-280 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य सीमा में अंधे का पता लगाने और संचार के लिए महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे उच्च संवेदनशीलता, उच्च गति, उच्च वर्णक्रमीय चयनात्मकता, उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात और उच्च स्थिरता प्रदान कर सकते हैं। हालांकि, अल्ट्रा वाइड बैंडगैप सेमीकंडक्टर्स, जैसे कि अलगन और GA2O3 पर आधारित मौजूदा डिटेक्टर, उच्च ऑपरेटिंग वोल्टेज, उच्च जाली दोष घनत्व, चरण अलगाव और चुंबकीय क्षेत्रों के प्रति संवेदनशीलता जैसी चुनौतियों का सामना करते हैं, जो प्रदर्शन में उनके आगे के विकास को सीमित करते हैं।

 

जापान में नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ मैटेरियल्स साइंस एंड टेक्नोलॉजी से लियाओ मेयॉन्ग के नेतृत्व वाली टीम ने प्रदर्शित किया है कि सतह के राज्यों का सहक्रियात्मक प्रभाव और आईबी प्रकार के एकल क्रिस्टल डायमंड (एससीडी) सब्सट्रेट पर गहरे दोषों को अल्ट्रा-हाई गेन डीयूवी फोटोडेटेक्टर्स (पीडी) प्राप्त कर सकते हैं कम ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ (<5V). The overall photoresponse of diamond DUV-PD, such as sensitivity, dark current, spectral selectivity, and response speed, can be easily customized by hydrogen or oxygen termination on the SCD substrate surface. Under 220 nm light, the DUV response rate and external quantum efficiency exceed 2.5 × 104 A/W and 1.4 × 107%, respectively, which is comparable to PMT. The DUV/visible light suppression ratio (R220 nm/R400 nm) is as high as 6.7 × 105. The depletion of two-dimensional hole gas by deep nitrogen defects provides low dark current, and the filling of ionized nitrogen under DUV irradiation generates a huge photocurrent. The synergistic effect of surface states and intrinsic depth defects has opened up the way for the development of DUV detectors compatible with integrated circuits.

 

संबंधित उपलब्धियों को उन्नत कार्यात्मक सामग्रियों में "सतह राज्यों के synergistic प्रभाव और अल्ट्रा हाई गेन डीप अल्ट्रा वायलेट फोटोडेटेक्टर के साथ कम वोल्टेज ऑपरेशन के साथ" शीर्षक के तहत उन्नत कार्यात्मक सामग्रियों में प्रकाशित किया गया था।