a. Schematisk bild av en fotonkontrollerad diod tillverkad genom att lägga ett h-BN-skikt mellan ett n/n − MoS2 korsning och en SiO2 /p + -Si back-gate, med botten/topp grafen som katod/anod och en topp h-BN som skyddsmask. b. Optiskt fotografi av den tillverkade matrisen med fotonkontrollerad diod som en enhet. (skalstång:10 μm). Kredit:Science China Press
En fotodetektor är en slags optoelektronisk enhet som kan detektera optiska signaler och omvandla dem till elektriska signaler. Dessa enheter inkluderar fotodioder, fototransistorer och fotoledare.
Även om det finns många typer av fotodetektorer med olika mekanismer och strukturer, beroende på deras elektriska utgångsegenskaper före och efter belysning, kan det representativa beteendet sammanfattas som ett begränsat antal:utgångsströmmen från en fotodiod ändras från en likriktad till en helt på. tillstånd efter belysning, medan utgångsströmmen från en fotoledare eller en fototransistor ändras från ett helt avstängt till ett helt påslaget tillstånd.
Ur perspektivet av signalförändringsbeteendet borde det finnas en ny enhet som ändrar utströmmen från helt avstängt till likriktat tillstånd, och kan spela en nyckelroll i framtida optoelektroniska system, såsom optisk logik, högprecisionsavbildning och information bearbetning. Till exempel kan likriktning som kontrolleras av ljus undvika överhörningsproblemet med fotodetektormatriser utan att använda väljare, vilket bidrar till att ytterligare förbättra integrationen av matrisen.
Nyligen i en artikel publicerad i National Science Review , Dong-Ming Sun Group vid Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences föreslår en ny enhet som kallas en fotonkontrollerad diod som kan ändra utströmmen från ett helt avstängt tillstånd till ett likriktat tillstånd efter belysning, vilket leder till en anti -överhörning fotominne array utan att använda några väljare.
Forskarna använde en lateral n/n − molybdendisulfid (MoS2 ) korsning som en kanal, grafen som kontaktelektroder och hexagonal bornitrid (h-BN) som ett fotogeringsskiktmaterial för att tillverka den fotonkontrollerade dioden, som i huvudsak är en n/n − MoS2 korsning infogat mellan två grafen/MoS2 Schottky-övergångar vid katoden och anoden.
Styrda av ljus, undertrycker eller tillåter Schottky-korsningarna korrigeringsbeteendet för n/n − kopplingspunkt, så att den fotonstyrda diodens utström kan ändras från helt avstängt till likriktat tillstånd. Likriktningsförhållandet mellan ljus och mörker kan vara så högt som mer än 10 6 . Som fotodetektor överstiger dess responsivitet 10 5 A/W, medan genom att öka tjockleken på fotogatinglagret ändras enhetens beteende till ett multifunktionellt fotominne med den högsta icke-flyktiga responsiviteten på 4,8×10 7 A/W och den längsta retentionstiden på 6,5 × 10 6 har rapporterats hittills.
Genom att använda de fotonstyrda dioderna som pixelenheter tillverkas en 3×3 fotominnesuppsättning utan att använda några väljare, som inte visar någon överhörning såväl som funktioner för våglängd och effekttäthetselektivitet. Detta arbete banar väg för utvecklingen av framtida högintegration, lågeffekts och intelligenta optoelektroniska system. + Utforska vidare
