ಕಡಿಮೆ ಮಿತಿಯ ಅತಿಗೆಂಪು ಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್

ಕಡಿಮೆ ಮಿತಿ ಅತಿಗೆಂಪುಹಿಮಪಾತ ದ್ಯುತಿಶೋಧಕ

ಅತಿಗೆಂಪು ಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ (APD ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್) ಒಂದು ವರ್ಗವಾಗಿದೆಅರೆವಾಹಕ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳುಘರ್ಷಣೆ ಅಯಾನೀಕರಣ ಪರಿಣಾಮದ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಾಭವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಕೆಲವು ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಏಕ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ಪತ್ತೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ APD ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ, ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ವಾಹಕ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಅವಲಾಂಚೆಯ ಮಿತಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 50-200 V ತಲುಪಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಾಧನದ ಡ್ರೈವ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ರೀಡ್‌ಔಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೇಡಿಕೆಗಳನ್ನು ಇರಿಸುತ್ತದೆ, ವೆಚ್ಚಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಚೀನೀ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಕಡಿಮೆ ಹಿಮಪಾತ ಮಿತಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂವೇದನೆಯೊಂದಿಗೆ ಹಿಮಪಾತದ ಬಳಿ ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆಕಾರಕದ ಹೊಸ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದೆ. ಪರಮಾಣು ಪದರದ ಸ್ವಯಂ-ಡೋಪಿಂಗ್ ಹೋಮೋಜಂಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ಹೆಟೆರೊಜಂಕ್ಷನ್‌ನಲ್ಲಿ ಅನಿವಾರ್ಯವಾದ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ದೋಷ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಹಾನಿಕಾರಕ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ. ಏತನ್ಮಧ್ಯೆ, ಅನುವಾದ ಸಮ್ಮಿತಿ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್‌ನಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾದ ಬಲವಾದ ಸ್ಥಳೀಯ "ಪೀಕ್" ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ವಾಹಕಗಳ ನಡುವಿನ ಕೂಲಂಬ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಆಫ್-ಪ್ಲೇನ್ ಫೋನಾನ್ ಮೋಡ್ ಪ್ರಾಬಲ್ಯದ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲು ಮತ್ತು ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ವಾಹಕಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸುವ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ, ಮಿತಿ ಶಕ್ತಿಯು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮಿತಿಗೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ ಉದಾ (ಉದಾ ಅರೆವಾಹಕದ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರ) ಮತ್ತು ಅತಿಗೆಂಪು ಹಿಮಪಾತ ಪತ್ತೆಕಾರಕದ ಪತ್ತೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯು 10000 ಫೋಟಾನ್ ಮಟ್ಟದವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ.

ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಪರಮಾಣು-ಪದರದ ಸ್ವಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಡೈಸೆಲೆನೈಡ್ (WSe₂) ಹೋಮೋಜಂಕ್ಷನ್ (ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಪರಿವರ್ತನಾ ಲೋಹ ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್, TMD) ಅನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಹಿಮಕುಸಿತಗಳಿಗೆ ಲಾಭ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಆಧರಿಸಿದೆ. ರೂಪಾಂತರಿತ ಹೋಮೋಜಂಕ್ಷನ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ಸ್ಥಳೀಯ "ಸ್ಪೈಕ್" ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸಲು ಸ್ಥಳಾಕೃತಿ ಹಂತದ ರೂಪಾಂತರವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಅನುವಾದ ಸಮ್ಮಿತಿ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪರಮಾಣು ದಪ್ಪವು ಫೋನಾನ್ ಮೋಡ್‌ನಿಂದ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ನಷ್ಟದೊಂದಿಗೆ ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ವಾಹಕದ ವೇಗವರ್ಧನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಾಕಾರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಇದು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಹಿಮಪಾತ ಮಿತಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮಿತಿಗೆ ಹತ್ತಿರ ತರುತ್ತದೆ ಅಂದರೆ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಉದಾ. ಹಿಮಪಾತ ಮಿತಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು 50 V ನಿಂದ 1.6 V ಗೆ ಇಳಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಹಿಮಪಾತವನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರಬುದ್ಧ ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡಿಜಿಟಲ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.ಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ಹಾಗೆಯೇ ಡ್ರೈವ್ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು. ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಕಡಿಮೆ ಮಿತಿಯ ಅವಲಾಂಚೆ ಗುಣಾಕಾರ ಪರಿಣಾಮದ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೂಲಕ ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ವಾಹಕ ಶಕ್ತಿಯ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಮತ್ತು ಬಳಕೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ಷ್ಮ, ಕಡಿಮೆ ಮಿತಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಾಭದ ಅವಲಾಂಚೆ ಅತಿಗೆಂಪು ಪತ್ತೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಹೊಸ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.