បាយប៉ូឡាពីរវិមាត្រឧបករណ៍ចាប់រូបភាព avalanche
ឧបករណ៍ចាប់រូបភាពព្រិលពីរវិមាត្រ bipolar (ឧបករណ៍ចាប់រូបភាព APD) សម្រេចបាននូវសំឡេងរំខានទាបបំផុត និងការរកឃើញភាពប្រែប្រួលខ្ពស់។
ការរកឃើញភាពរសើបខ្ពស់នៃហ្វូតុងមួយចំនួន ឬសូម្បីតែហ្វូតុងតែមួយ មានការរំពឹងទុកនៃកម្មវិធីសំខាន់ៗនៅក្នុងវិស័យដូចជាការថតរូបភាពពន្លឺខ្សោយ ការចាប់សញ្ញាពីចម្ងាយ និងតេឡេម៉ែត្រ និងការទំនាក់ទំនងក្នុងបរិមាណ។ ក្នុងចំនោមពួកគេ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា avalanche photodetector (APD) បានក្លាយជាទិសដៅសំខាន់ក្នុងការស្រាវជ្រាវឧបករណ៍ optoelectronic ដោយសារតែលក្ខណៈនៃទំហំតូច ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និងការរួមបញ្ចូលយ៉ាងងាយស្រួល។ សមាមាត្រសញ្ញាទៅសំឡេងរំខាន (SNR) គឺជាសូចនាករដ៏សំខាន់មួយនៃឧបករណ៍ចាប់រូបភាព APD ដែលតម្រូវឱ្យមានការកើនឡើងខ្ពស់ និងចរន្តងងឹតទាប។ ការស្រាវជ្រាវលើភាពច្របូកច្របល់របស់ van der Waals នៃវត្ថុធាតុពីរវិមាត្រ (2D) បង្ហាញពីការរំពឹងទុកយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ APDs ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ អ្នកស្រាវជ្រាវមកពីប្រទេសចិនបានជ្រើសរើសសម្ភារៈ semiconductor ពីរវិមាត្រទ្វេប៉ូឡា WSe₂ ជាសម្ភារៈដែលងាយនឹងពន្លឺ និងបានរៀបចំយ៉ាងល្អិតល្អន់នូវឧបករណ៍ចាប់រូបភាព APD ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធ Pt/Wse₂/Ni ដែលមានមុខងារការងារដែលត្រូវគ្នាល្អបំផុត ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាសំឡេងរំខានពីឧបករណ៍ចាប់រូបភាព APD ប្រពៃណី។
ក្រុមស្រាវជ្រាវបានស្នើរឧបករណ៍ចាប់រូបភាពដែលធ្លាក់ព្រិលដោយផ្អែកលើរចនាសម្ព័ន្ធ Pt/Wse₂/Ni ដែលសម្រេចបាននូវការរកឃើញសញ្ញាពន្លឺខ្សោយខ្លាំងនៅកម្រិត fW នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ ពួកគេបានជ្រើសរើសសម្ភារៈ semiconductor ពីរវិមាត្រ WSe₂ ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ហើយបានរួមបញ្ចូលគ្នានូវសម្ភារៈអេឡិចត្រូត Pt និង Ni ដើម្បីបង្កើតប្រភេទឧបករណ៍ចាប់រូបភាពថ្មីដោយជោគជ័យ។ ដោយការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពយ៉ាងជាក់លាក់នូវមុខងារការងារដែលផ្គូផ្គងក្នុងចំណោម Pt, WSe₂ និង Ni យន្តការដឹកជញ្ជូនត្រូវបានរៀបចំឡើងដែលអាចទប់ស្កាត់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនងងឹតប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ខណៈពេលដែលជ្រើសរើសដោយជ្រើសរើសអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកដឹកជញ្ជូនដែលបង្កើតរូបភាពឆ្លងកាត់។ យន្តការនេះកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនូវសំលេងរំខានលើសលប់ដែលបណ្តាលមកពីអ៊ីយ៉ុងអ៊ីយ៉ុងផលប៉ះពាល់របស់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន ដែលអនុញ្ញាតអោយ photodetector សម្រេចបាននូវការរកឃើញសញ្ញាអុបទិកដែលមានភាពរសើបខ្លាំងនៅកម្រិតសំលេងរំខានទាបបំផុត។
បន្ទាប់មក ដើម្បីបញ្ជាក់អំពីយន្តការនៅពីក្រោយឥទ្ធិពលនៃការធ្លាក់ព្រិលដែលបណ្តាលមកពីវាលអគ្គិសនីខ្សោយ អ្នកស្រាវជ្រាវបានវាយតម្លៃដំបូងអំពីភាពឆបគ្នានៃមុខងារការងារដែលមានស្រាប់នៃលោហៈផ្សេងៗជាមួយ WSe₂។ ស៊េរីនៃឧបករណ៍លោហៈ- semiconductor-metal (MSM) ដែលមានអេឡិចត្រូតលោហៈផ្សេងគ្នាត្រូវបានប្រឌិត ហើយការធ្វើតេស្តពាក់ព័ន្ធត្រូវបានធ្វើឡើងនៅលើពួកវា។ លើសពីនេះទៀត ដោយកាត់បន្ថយការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន មុនពេលការធ្លាក់ព្រិលចាប់ផ្តើម ភាពចៃដន្យនៃអ៊ីយ៉ូដនៃផលប៉ះពាល់អាចត្រូវបានកាត់បន្ថយ ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយសំលេងរំខាន។ ដូច្នេះការធ្វើតេស្តពាក់ព័ន្ធត្រូវបានធ្វើឡើង។ ដើម្បីបង្ហាញពីឧត្តមភាពនៃ Pt/WSe₂/Ni APD នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃលក្ខណៈឆ្លើយតបនៃពេលវេលា អ្នកស្រាវជ្រាវបានវាយតម្លៃបន្ថែមទៀតនូវកម្រិតបញ្ជូន -3 dB នៃឧបករណ៍ក្រោមតម្លៃ photoelectric ផ្សេងគ្នា។
លទ្ធផលពិសោធន៍បង្ហាញថាឧបករណ៍ចាប់ Pt/Wse₂/Ni បង្ហាញថាមពលសមមូលសំលេងរំខានទាបខ្លាំង (NEP) នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ដែលមានត្រឹមតែ 8.07 fW/√Hz ប៉ុណ្ណោះ។ នេះមានន័យថាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអាចកំណត់អត្តសញ្ញាណសញ្ញាអុបទិកខ្សោយខ្លាំង។ លើសពីនេះទៀតឧបករណ៍នេះអាចដំណើរការប្រកបដោយស្ថេរភាពនៅប្រេកង់ម៉ូឌុល 20 kHz ជាមួយនឹងការកើនឡើងខ្ពស់នៃ 5 × 10⁵ ដោយជោគជ័យក្នុងការដោះស្រាយឧបសគ្គផ្នែកបច្ចេកទេសនៃឧបករណ៍រាវរក photovoltaic ប្រពៃណីដែលពិបាកក្នុងការធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពខ្ពស់និងកម្រិតបញ្ជូន។ លក្ខណៈពិសេសនេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងផ្តល់ឱ្យវានូវគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗនៅក្នុងកម្មវិធីដែលតម្រូវឱ្យមានការកើនឡើងខ្ពស់ និងសំឡេងរំខានទាប។
ការស្រាវជ្រាវនេះបង្ហាញពីតួនាទីដ៏សំខាន់នៃវិស្វកម្មសម្ភារៈ និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពចំណុចប្រទាក់ក្នុងការលើកកម្ពស់ការអនុវត្តឧបករណ៍ចាប់រូបភាព. តាមរយៈការរចនាដ៏ប៉ិនប្រសប់នៃអេឡិចត្រូត និងវត្ថុធាតុពីរវិមាត្រ ប្រសិទ្ធភាពការពារនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនងងឹតត្រូវបានសម្រេច ដោយកាត់បន្ថយការជ្រៀតជ្រែកសំឡេងរំខានយ៉ាងខ្លាំង និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការរាវរកបន្ថែមទៀត។
ដំណើរការនៃឧបករណ៍រាវរកនេះមិនត្រឹមតែត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងលក្ខណៈ photoelectric ប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែក៏មានការរំពឹងទុកកម្មវិធីទូលំទូលាយផងដែរ។ ជាមួយនឹងការទប់ស្កាត់ដ៏មានប្រសិទ្ធភាពនៃចរន្តងងឹតនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ និងការស្រូបយកប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនដែលបង្កើតដោយរូបភាព ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានេះគឺសមរម្យជាពិសេសសម្រាប់ការរកឃើញសញ្ញាពន្លឺខ្សោយនៅក្នុងវិស័យដូចជា ការត្រួតពិនិត្យបរិស្ថាន ការសង្កេតតារាសាស្ត្រ និងការទំនាក់ទំនងអុបទិក។ សមិទ្ធិផលនៃការស្រាវជ្រាវនេះមិនត្រឹមតែផ្តល់នូវគំនិតថ្មីសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍ចាប់រូបភាពសម្ភារៈវិមាត្រទាបប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងផ្តល់នូវឯកសារយោងថ្មីសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ និងការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិចដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និងថាមពលទាបនាពេលអនាគតផងដែរ។
ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ១៨-២៥ ខែមិថុនា