ឧបករណ៍ចាប់រូបភាពអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ដំណើរការដោយខ្លួនឯង ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

បើកបរដោយខ្លួនឯង ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ឧបករណ៍ចាប់រូបភាពអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ

អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដឧបករណ៍ចាប់រូបភាពមានលក្ខណៈនៃសមត្ថភាពប្រឆាំងនឹងការជ្រៀតជ្រែកដ៏រឹងមាំ សមត្ថភាពក្នុងការទទួលស្គាល់គោលដៅដ៏រឹងមាំ ប្រតិបត្តិការគ្រប់អាកាសធាតុ និងការលាក់បាំងល្អ។ វាកំពុងដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់កាន់តែខ្លាំងឡើងក្នុងវិស័យដូចជា វេជ្ជសាស្ត្រ យោធា បច្ចេកវិទ្យាអវកាស និងវិស្វកម្មបរិស្ថាន។ ក្នុង​ចំណោម​នោះ​គឺ​ការ​បើក​បរ​ដោយ​ខ្លួន​ឯងការរកឃើញ photoelectricបន្ទះឈីបដែលអាចដំណើរការដោយឯករាជ្យដោយគ្មានការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលបន្ថែមពីខាងក្រៅបានទាក់ទាញការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងផ្នែកនៃការរកឃើញអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដដោយសារតែដំណើរការពិសេសរបស់វា (ដូចជាឯករាជ្យថាមពល ភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ និងស្ថេរភាព។ល។)។ ផ្ទុយទៅវិញ បន្ទះសៀគ្វីរាវរក photoelectric បែបប្រពៃណី ដូចជាបន្ទះសៀគ្វីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដដែលមានមូលដ្ឋានលើ silicon ឬតូចចង្អៀត semiconductor-based semiconductor មិនត្រឹមតែត្រូវការវ៉ុលលំអៀងបន្ថែម ដើម្បីជំរុញការបំបែកនៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូន photogenerated ដើម្បីបង្កើត photocurrents ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏ត្រូវការប្រព័ន្ធត្រជាក់បន្ថែមផងដែរ ដើម្បីកាត់បន្ថយសម្លេងកម្ដៅ និងបង្កើនការឆ្លើយតប។ ដូច្នេះហើយ វាបានក្លាយជាការលំបាកក្នុងការបំពេញតាមគោលគំនិត និងតម្រូវការថ្មីនៃបន្ទះឈីបរាវរកអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជំនាន់ក្រោយ ដូចជាការប្រើប្រាស់ថាមពលទាប ទំហំតូច តម្លៃទាប និងដំណើរការខ្ពស់។

ថ្មីៗនេះ ក្រុមស្រាវជ្រាវមកពីប្រទេសចិន និងស៊ុយអែតបានស្នើរនូវបន្ទះឈីបស្កេនកាំរស្មីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដខ្លីដែលជំរុញដោយខ្លួនវាផ្ទាល់ (SWIR) ដោយផ្អែកលើ graphene nanoribbon (GNR) films/alumina/single crystal silicon។ នៅក្រោមឥទ្ធិពលរួមបញ្ចូលគ្នានៃបែបផែនច្រកទ្វារអុបទិកដែលបង្កឡើងដោយចំណុចប្រទាក់ខុសគ្នា និងវាលអគ្គិសនីដែលភ្ជាប់មកជាមួយនោះ បន្ទះឈីបបានបង្ហាញពីការឆ្លើយតបខ្ពស់ជ្រុល និងដំណើរការរកឃើញនៅតង់ស្យុងសូន្យ។ បន្ទះឈីបរាវរក photoelectric មានអត្រាឆ្លើយតបខ្ពស់ដល់ 75.3 A/W ក្នុងរបៀបបើកបរដោយខ្លួនឯង អត្រារាវរក 7.5 × 10¹⁴ Jones និងប្រសិទ្ធភាពកង់ទិចខាងក្រៅជិត 104% ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការរាវរកនៃប្រភេទដូចគ្នានៃបន្ទះសៀគ្វីដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកូនដោយកំណត់ត្រា 7 លំដាប់នៃរ៉ិចទ័រ។ លើសពីនេះ នៅក្រោមរបៀបដ្រាយធម្មតា អត្រាឆ្លើយតបរបស់បន្ទះឈីប អត្រារកឃើញ និងប្រសិទ្ធភាព quantum ខាងក្រៅគឺខ្ពស់រហូតដល់ 843 A/W, 10¹⁵ Jones និង 105% រៀងៗខ្លួន ដែលទាំងអស់នេះជាតម្លៃខ្ពស់បំផុតដែលត្រូវបានរាយការណ៍នៅក្នុងការស្រាវជ្រាវបច្ចុប្បន្ន។ ទន្ទឹមនឹងនេះ ការស្រាវជ្រាវនេះក៏បានបង្ហាញពីការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃបន្ទះឈីប photoelectric detection chip ក្នុងវិស័យទំនាក់ទំនងអុបទិក និងរូបភាពអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ដោយបង្ហាញពីសក្តានុពលកម្មវិធីដ៏ធំរបស់វា។

ដើម្បីសិក្សាជាប្រព័ន្ធនូវដំណើរការ photoelectric របស់ photodetector ដោយផ្អែកលើ graphene nanoribbons /Al₂O₃/ single crystal silicon អ្នកស្រាវជ្រាវបានសាកល្បងឋិតិវន្តរបស់វា (ខ្សែកោងវ៉ុលបច្ចុប្បន្ន) និងការឆ្លើយតបលក្ខណៈថាមវន្ត (ខ្សែកោងពេលបច្ចុប្បន្ន)។ ដើម្បីវាយតម្លៃជាប្រព័ន្ធនូវលក្ខណៈឆ្លើយតបអុបទិកនៃ graphene nanoribbon /Al₂O₃/ monocrystalline silicon heterostructure photodetector នៅក្រោមវ៉ុលលំអៀងផ្សេងៗគ្នា អ្នកស្រាវជ្រាវបានវាស់ស្ទង់ការឆ្លើយតបចរន្តថាមវន្តរបស់ឧបករណ៍នៅ 0 V, -1 V, -3 V និង -5 V biases ជាមួយនឹងដង់ស៊ីតេថាមពលអុបទិក .15cm²។ photocurrent កើនឡើងជាមួយនឹងភាពលំអៀងបញ្ច្រាស និងបង្ហាញល្បឿនឆ្លើយតបរហ័សនៅគ្រប់វ៉ុលលំអៀង។

ទីបំផុត អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រឌិតប្រព័ន្ធរូបភាពមួយ ហើយសម្រេចបានដោយជោគជ័យនូវការថតរូបភាពដោយថាមពលដោយខ្លួនឯងនៃអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដរលកខ្លី។ ប្រព័ន្ធនេះដំណើរការក្រោមសូន្យលំអៀង ហើយមិនមានការប្រើប្រាស់ថាមពលទាល់តែសោះ។ សមត្ថភាពថតរូបភាពរបស់ឧបករណ៍ចាប់រូបភាពត្រូវបានវាយតម្លៃដោយប្រើរបាំងខ្មៅដែលមានអក្សរ “T” (ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1)។

សរុបមក ការស្រាវជ្រាវនេះបានផលិតដោយជោគជ័យនូវឧបករណ៍ចាប់រូបភាពដែលដំណើរការដោយខ្លួនឯងដោយផ្អែកលើ graphene nanoribbons និងសម្រេចបាននូវអត្រាឆ្លើយតបខ្ពស់ដែលបំបែកកំណត់ត្រា។ ទន្ទឹមនឹងនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្ហាញដោយជោគជ័យនូវទំនាក់ទំនងអុបទិក និងសមត្ថភាពរូបភាពនៃរឿងនេះឧបករណ៍ចាប់រូបភាពដែលមានប្រតិកម្មខ្ពស់។. សមិទ្ធិផលនៃការស្រាវជ្រាវនេះមិនត្រឹមតែផ្តល់នូវវិធីសាស្រ្តជាក់ស្តែងសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃ graphene nanoribbons និងឧបករណ៍ optoelectronic ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុនប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងបង្ហាញពីដំណើរការដ៏ល្អរបស់ពួកគេជាឧបករណ៍ចាប់រូបភាពអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដរលកខ្លីដែលដំណើរការដោយខ្លួនឯងផងដែរ។