લો-ડાયમેન્શનલ એવલાન્ચ ફોટોડિટેક્ટર પર નવું સંશોધન
થોડા-ફોટોન અથવા તો સિંગલ-ફોટોન ટેકનોલોજીની ઉચ્ચ-સંવેદનશીલતા શોધ ઓછી-પ્રકાશ ઇમેજિંગ, રિમોટ સેન્સિંગ અને ટેલિમેટ્રી, તેમજ ક્વોન્ટમ કમ્યુનિકેશન જેવા ક્ષેત્રોમાં નોંધપાત્ર એપ્લિકેશન સંભાવનાઓ ધરાવે છે. તેમાંથી, હિમપ્રપાત ફોટોડિટેક્ટર્સ (APD) તેમના નાના કદ, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને સરળ એકીકરણને કારણે ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ સંશોધન ક્ષેત્રમાં એક મહત્વપૂર્ણ દિશા બની ગયા છે. સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ રેશિયો (SNR) એ APD ફોટોડિટેક્ટરનું એક મહત્વપૂર્ણ સૂચક છે, જેને ઉચ્ચ ગેઇન અને ઓછા ડાર્ક કરંટની જરૂર હોય છે. દ્વિ-પરિમાણીય (2D) સામગ્રી વાન ડેર વાલ્સ હેટરોજંક્શન પરના સંશોધન ઉચ્ચ-પ્રદર્શન APD ના વિકાસમાં વ્યાપક સંભાવનાઓ દર્શાવે છે. ચીનના સંશોધકોએ બાયપોલર દ્વિ-પરિમાણીય સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી WSe₂ ને પ્રકાશસંવેદનશીલ સામગ્રી તરીકે પસંદ કરી અને કાળજીપૂર્વક Pt/WSe₂/Ni માળખું તૈયાર કર્યું.APD ફોટોડિટેક્ટરપરંપરાગત APD ની અંતર્ગત ગેઇન નોઇઝ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે શ્રેષ્ઠ મેચિંગ વર્ક ફંક્શન સાથે.
સંશોધકોએ પ્રસ્તાવ મૂક્યો છે કેહિમપ્રપાત ફોટોડિટેક્ટરPt/WSe₂/Ni માળખા પર આધારિત, ઓરડાના તાપમાને fW સ્તરે અત્યંત નબળા પ્રકાશ સંકેતોની અત્યંત સંવેદનશીલ શોધ પ્રાપ્ત કરી. તેઓએ દ્વિ-પરિમાણીય સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી WSe₂ પસંદ કરી, જેમાં ઉત્તમ વિદ્યુત ગુણધર્મો છે, અને તેને Pt અને Ni ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી સાથે જોડીને એક નવા પ્રકારના હિમપ્રપાત ફોટોડિટેક્ટરને સફળતાપૂર્વક વિકસાવવામાં મદદ કરી. Pt, WSe₂ અને Ni વચ્ચેના કાર્ય કાર્યને ચોક્કસ રીતે ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને, એક પરિવહન પદ્ધતિ ડિઝાઇન કરવામાં આવી હતી જે અસરકારક રીતે શ્યામ વાહકોને અવરોધિત કરી શકે છે જ્યારે પસંદગીયુક્ત રીતે ફોટોજનરેટેડ વાહકોને પસાર થવા દે છે. આ પદ્ધતિ વાહક અસર આયનીકરણને કારણે થતા વધારાના અવાજને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે, જે ફોટોડિટેક્ટરને અત્યંત ઓછા અવાજ સ્તરે અત્યંત સંવેદનશીલ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ શોધ પ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે.
આ અભ્યાસ મટિરિયલ એન્જિનિયરિંગ અને ઇન્ટરફેસ ઑપ્ટિમાઇઝેશનની કામગીરી વધારવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા દર્શાવે છેફોટોડિટેક્ટર. ઇલેક્ટ્રોડ્સ અને દ્વિ-પરિમાણીય સામગ્રીની બુદ્ધિશાળી ડિઝાઇન દ્વારા, શ્યામ વાહકોની રક્ષણાત્મક અસર પ્રાપ્ત થઈ, અવાજના હસ્તક્ષેપમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો અને શોધ કાર્યક્ષમતામાં વધુ સુધારો થયો. આ ડિટેક્ટરનું પ્રદર્શન ફક્ત તેની ફોટોઇલેક્ટ્રિક લાક્ષણિકતાઓમાં જ પ્રતિબિંબિત થતું નથી, પરંતુ તેમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન સંભાવનાઓ પણ છે. ઓરડાના તાપમાને શ્યામ પ્રવાહને અસરકારક રીતે અવરોધિત કરવા અને ફોટોજનરેટેડ વાહકોના કાર્યક્ષમ શોષણ સાથે, આ ફોટોડિટેક્ટર પર્યાવરણીય દેખરેખ, ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકન અને ઓપ્ટિકલ સંચાર જેવા ક્ષેત્રોમાં નબળા પ્રકાશ સંકેતોની શોધ માટે ખાસ કરીને યોગ્ય છે. આ સંશોધન સિદ્ધિ માત્ર ઓછા-પરિમાણીય સામગ્રી ફોટોડિટેક્ટરના વિકાસ માટે નવા વિચારો પ્રદાન કરે છે, પરંતુ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અને ઓછી-શક્તિવાળા ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ભવિષ્યના સંશોધન અને વિકાસ માટે નવા સંદર્ભો પણ પ્રદાન કરે છે.
પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-27-2025