ອິນຟາເຣດຂອບເຂດຕ່ຳເຄື່ອງກວດຈັບແສງຫິມະຖະຫຼົ່ມ
ເຄື່ອງກວດຈັບແສງອິນຟາເຣດ avalanche (ເຄື່ອງກວດຈັບແສງ APD) ເປັນຊັ້ນຂອງອຸປະກອນໂຟໂຕອີເລັກຕຣິກເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ຜະລິດຜົນເພີ່ມສູງຜ່ານຜົນກະທົບຂອງການປະທະກັນຂອງໄອອອນໄນເຊຊັນ, ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸຄວາມສາມາດໃນການກວດຈັບໂຟຕອນໜ້ອຍ ຫຼື ແມ່ນແຕ່ໂຟຕອນດຽວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນໂຄງສ້າງເຄື່ອງກວດຈັບໂຟຕອນ APD ແບບດັ້ງເດີມ, ຂະບວນການກະແຈກກະຈາຍຂອງຕົວນຳທີ່ບໍ່ສົມດຸນນຳໄປສູ່ການສູນເສຍພະລັງງານ, ເຊັ່ນວ່າແຮງດັນຂອງຈຸດເລີ່ມຕົ້ນຂອງຫິມະຖະຫຼົ່ມມັກຈະຕ້ອງບັນລຸ 50-200 V. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມຕ້ອງການສູງຂຶ້ນຕໍ່ແຮງດັນໄດຣຟ໌ຂອງອຸປະກອນ ແລະ ການອອກແບບວົງຈອນການອ່ານ, ເຊິ່ງເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ແລະ ຈຳກັດການນຳໃຊ້ທີ່ກວ້າງຂວາງ.
ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ການຄົ້ນຄວ້າຂອງຈີນໄດ້ສະເໜີໂຄງສ້າງໃໝ່ຂອງເຄື່ອງກວດຈັບ avalanche ໃກ້ກັບອິນຟາເຣດທີ່ມີແຮງດັນໄຟຟ້າຕໍ່າ ແລະ ມີຄວາມລະອຽດອ່ອນສູງ. ໂດຍອີງໃສ່ການລວມຕົວຂອງຊັ້ນອະຕອມ, ເຄື່ອງກວດຈັບແສງ avalanche ແກ້ໄຂການກະແຈກກະຈາຍທີ່ເປັນອັນຕະລາຍທີ່ເກີດຈາກສະຖານະຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງອິນເຕີເຟດ ເຊິ່ງບໍ່ສາມາດຫຼີກລ່ຽງໄດ້ໃນ heterojunction. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ສະໜາມໄຟຟ້າ "ຈຸດສູງສຸດ" ໃນທ້ອງຖິ່ນທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ເກີດຈາກການແຕກແຍກຄວາມສົມມາດການແປຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍການພົວພັນ coulomb ລະຫວ່າງຕົວນຳ, ສະກັດກັ້ນການກະແຈກກະຈາຍຂອງໂໝດ phonon ນອກລະນາບ, ແລະ ບັນລຸປະສິດທິພາບສອງເທົ່າສູງຂອງຕົວນຳທີ່ບໍ່ສົມດຸນ. ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ພະລັງງານຂອບເຂດໃກ້ກັບຂີດຈຳກັດທາງທິດສະດີ Eg (Eg ແມ່ນຊ່ອງຫວ່າງແຖບຂອງເຄິ່ງຕົວນຳ) ແລະ ຄວາມອ່ອນໄຫວໃນການກວດຈັບຂອງເຄື່ອງກວດຈັບ avalanche ອິນຟາເຣດສູງເຖິງລະດັບໂຟຕອນ 10000.
ການສຶກສານີ້ແມ່ນອີງໃສ່ການເສີມດ້ວຍສານປະສົມຂອງ tungsten diselenide (WSe₂) ທີ່ມີຊັ້ນອະຕອມ (chalcogenide ໂລຫະປະສົມສອງມິຕິ, TMD) ເປັນຕົວກາງເພີ່ມສຳລັບການຖະຫຼົ່ມຂອງຕົວນຳປະຈຸໄຟຟ້າ. ການແຕກຫັກຂອງຄວາມສົມມາດດ້ານການແປທາງພື້ນທີ່ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການອອກແບບການກາຍພັນຂັ້ນຕອນພູມສັນຖານເພື່ອກະຕຸ້ນສະໜາມໄຟຟ້າ "spike" ໃນທ້ອງຖິ່ນທີ່ເຂັ້ມແຂງຢູ່ທີ່ໜ້າຕ່າງ homojunction ຂອງການກາຍພັນ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມໜາຂອງອະຕອມສາມາດສະກັດກັ້ນກົນໄກການກະແຈກກະຈາຍທີ່ຖືກຄອບງຳໂດຍໂໝດໂຟນອນ, ແລະຮັບຮູ້ຂະບວນການເລັ່ງ ແລະ ການຄູນຂອງຕົວນຳທີ່ບໍ່ສົມດຸນດ້ວຍການສູນເສຍຕໍ່າຫຼາຍ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ພະລັງງານຂອບເຂດຂອງ avalanche ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງໃກ້ຄຽງກັບຂີດຈຳກັດທາງທິດສະດີ ເຊັ່ນ: bandgap ຂອງວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ ຕົວຢ່າງ. ແຮງດັນຂອບເຂດຂອງ avalanche ໄດ້ຫຼຸດລົງຈາກ 50 V ເປັນ 1.6 V, ຊ່ວຍໃຫ້ນັກຄົ້ນຄວ້າສາມາດໃຊ້ວົງຈອນດິຈິຕອນແຮງດັນຕ່ຳທີ່ເຕີບໃຫຍ່ເຕັມທີ່ເພື່ອຂັບເຄື່ອນ avalanche.ເຄື່ອງກວດຈັບແສງເຊັ່ນດຽວກັນກັບໄດໂອດໄດຣຟ໌ ແລະ ທຣານຊິດເຕີ. ການສຶກສານີ້ຮັບຮູ້ເຖິງການປ່ຽນແປງ ແລະ ການນຳໃຊ້ພະລັງງານພາຫະນະທີ່ບໍ່ສົມດຸນຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍຜ່ານການອອກແບບຜົນກະທົບຂອງການຄູນຂອງອາວາລັນຊ໌ທີ່ມີຂອບເຂດຕ່ຳ, ເຊິ່ງສະໜອງທັດສະນະໃໝ່ສຳລັບການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີການກວດຈັບອິນຟາເຣດອາວາລັນຊ໌ທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງ, ຂອບເຂດຕ່ຳ ແລະ ອັດຕາກຳໄລສູງລຸ້ນຕໍ່ໄປ.
ເວລາໂພສ: ວັນທີ 16 ເມສາ 2025