Realizuoti „Diamond Duvo“ detektorių

Deimantė, kaip medžiaga, turinti ypač plačią juostą, didelis šilumos laidumas, cheminis inertiškumas, didelė izoliacija ir atsparumas radiacijai, laikoma idealia kandidato medžiaga, gaminanti DUV fotodetektorių gamybą. Deimantų pagrindu sukurtų fotodetektorių plėtra padarė tam tikrą pažangą, tačiau vis dar reikia tobulinti jautrumą ir bendrą našumą, kad būtų patenkinti praktinių pritaikymų poreikiai. Tyrėjai tiria sinergetinį paviršiaus būsenų ir giliųjų defektų poveikį, kad pasiektų ypač didelio padidėjimo DUV fotodetektorius, veikiančius žemoje įtampoje, siekiant išspręsti vieno lusto integracijos iššūkius ir skatinti DUV detektorių technologijos, suderinamos su integruotomis grandinėmis, kūrimą.

 

Ypač plataus masto juostos puslaidininkių srityje tyrėjai stengiasi sukurti giliųjų ultravioletinių (DUV) fotodetektorius, kurių padidėjimas ypač didelis, siekdami pasiekti veikimą, panašų į fotomultiplier vamzdelius (PMT). Šie detektoriai yra labai svarbūs akliems aptikimui ir ryšiui, esant 200-280 nanometrų bangos ilgio diapazonui, nes jie gali užtikrinti didelį jautrumą, didelį greitį, didelį spektrinį selektyvumą, aukštą signalo ir triukšmo santykį ir didelį stabilumą. Tačiau esami detektoriai, pagrįsti ypač plataus masto juostos puslaidininkiais, tokiais kaip „Algan“ ir „GA2O3“, susiduria su tokiais iššūkiais kaip aukšta veikimo įtampa, didelio gardelės defektų tankis, fazių segregacija ir jautrumas magnetiniams laukams, kurie riboja jų tolesnį našumo vystymąsi.

 

Komanda, kuriai vadovauja Liao Meiyong iš Nacionalinio medžiagų mokslo ir technologijos instituto Japonijoje, parodė, kad sinergetinis paviršiaus būsenų ir giliųjų defektų poveikis IB tipo „Single Crystal Diamond“ (SCD) substratams gali pasiekti ypač didelio padidėjimo DUV fotodetektorių (PD) (PD). su žemomis veikimo įtampomis (<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.

 

Susiję laimėjimai buvo paskelbti pažangiomis funkcinėmis medžiagomis pavadinimu „Sinergetinis paviršiaus būsenų ir giliųjų defektų poveikis ypač dideliam dideliam stiprinimui, giliai ultra violetiniam fotodetektoriui, veikiant žemai įtampai“.