உயர் செயல்திறன் கொண்ட சுய-இயக்கப்படும் அகச்சிவப்பு ஒளிக்கற்றை கண்டுபிடிப்பான்

உயர் செயல்திறன் கொண்ட சுயமாக இயக்கப்படுகிறதுஅகச்சிவப்பு ஒளிக்கற்றை

அகச்சிவப்புஒளிக்கண்டறிப்பான்வலுவான குறுக்கீடு எதிர்ப்பு திறன், வலுவான இலக்கை அடையாளம் காணும் திறன், அனைத்து வானிலை செயல்பாடு மற்றும் நல்ல மறைத்தல் போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. மருத்துவம், இராணுவம், விண்வெளி தொழில்நுட்பம் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பொறியியல் போன்ற துறைகளில் இது அதிகரித்து வரும் முக்கிய பங்கை வகிக்கிறது. அவற்றில், சுயமாக இயக்கப்படும்ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டறிதல்வெளிப்புற கூடுதல் மின்சாரம் இல்லாமல் சுயாதீனமாக இயங்கக்கூடிய சிப், அதன் தனித்துவமான செயல்திறன் (ஆற்றல் சுதந்திரம், அதிக உணர்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மை போன்றவை) காரணமாக அகச்சிவப்பு கண்டறிதல் துறையில் விரிவான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது. இதற்கு நேர்மாறாக, சிலிக்கான் அடிப்படையிலான அல்லது குறுகிய பட்டை இடைவெளி குறைக்கடத்தி அடிப்படையிலான அகச்சிவப்பு சில்லுகள் போன்ற பாரம்பரிய ஒளிமின்னழுத்த கண்டறிதல் சில்லுகள், ஒளி மின்னோட்டங்களை உருவாக்க ஒளிமின்னழுத்த கேரியர்களைப் பிரிப்பதை இயக்க கூடுதல் சார்பு மின்னழுத்தங்கள் தேவைப்படுவது மட்டுமல்லாமல், வெப்ப இரைச்சலைக் குறைப்பதற்கும் பதிலளிக்கும் தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கும் கூடுதல் குளிரூட்டும் அமைப்புகளும் தேவைப்படுகின்றன. எனவே, குறைந்த மின் நுகர்வு, சிறிய அளவு, குறைந்த செலவு மற்றும் அதிக செயல்திறன் போன்ற அடுத்த தலைமுறை அகச்சிவப்பு கண்டறிதல் சில்லுகளின் புதிய கருத்துகள் மற்றும் தேவைகளை எதிர்காலத்தில் பூர்த்தி செய்வது கடினமாகிவிட்டது.

சமீபத்தில், சீனா மற்றும் ஸ்வீடனைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சி குழுக்கள் கிராஃபீன் நானோரிப்பன் (GNR) படங்கள்/அலுமினா/ஒற்றை படிக சிலிக்கான் ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு புதிய பின் ஹெட்டோரோஜங்க்ஷன் சுய-இயக்கப்படும் குறுகிய-அலை அகச்சிவப்பு (SWIR) ஒளிமின்னழுத்த கண்டறிதல் சிப்பை முன்மொழிந்துள்ளன. பன்முகத்தன்மை கொண்ட இடைமுகம் மற்றும் உள்ளமைக்கப்பட்ட மின்சார புலத்தால் தூண்டப்பட்ட ஆப்டிகல் கேட்டிங் விளைவின் ஒருங்கிணைந்த விளைவின் கீழ், சிப் பூஜ்ஜிய சார்பு மின்னழுத்தத்தில் மிக உயர்ந்த பதில் மற்றும் கண்டறிதல் செயல்திறனைக் காட்டியது. ஒளிமின்னழுத்த கண்டறிதல் சிப் சுய-இயக்கப்படும் பயன்முறையில் 75.3 A/W வரை பதில் விகிதத்தையும், 7.5 × 10¹⁴ ஜோன்ஸ் கண்டறிதல் விகிதத்தையும், 104% க்கு அருகில் வெளிப்புற குவாண்டம் செயல்திறனையும் கொண்டுள்ளது, இது அதே வகை சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சில்லுகளின் கண்டறிதல் செயல்திறனை 7 ஆர்டர்கள் அளவில் சாதனை அளவில் மேம்படுத்துகிறது. கூடுதலாக, வழக்கமான டிரைவ் பயன்முறையின் கீழ், சிப்பின் பதில் விகிதம், கண்டறிதல் விகிதம் மற்றும் வெளிப்புற குவாண்டம் செயல்திறன் அனைத்தும் முறையே 843 A/W, 10¹⁵ ஜோன்ஸ் மற்றும் 105% என அதிகமாக உள்ளன, இவை அனைத்தும் தற்போதைய ஆராய்ச்சியில் பதிவான மிக உயர்ந்த மதிப்புகள். இதற்கிடையில், இந்த ஆராய்ச்சி, ஒளியியல் தொடர்பு மற்றும் அகச்சிவப்பு இமேஜிங் துறைகளில் ஒளிமின்னழுத்த கண்டறிதல் சிப்பின் நிஜ உலக பயன்பாட்டை நிரூபித்தது, அதன் மிகப்பெரிய பயன்பாட்டு திறனை எடுத்துக்காட்டுகிறது.

கிராஃபீன் நானோரிப்பன்கள் /Al₂O₃/ ஒற்றை படிக சிலிக்கான் அடிப்படையில் ஒளிமின்னழுத்தத்தின் ஒளிமின்னழுத்த செயல்திறனை முறையாக ஆய்வு செய்வதற்காக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் அதன் நிலையான (தற்போதைய-மின்னழுத்த வளைவு) மற்றும் மாறும் சிறப்பியல்பு பதில்களை (தற்போதைய-நேர வளைவு) சோதித்தனர். வெவ்வேறு சார்பு மின்னழுத்தங்களின் கீழ் கிராஃபீன் நானோரிப்பன் /Al₂O₃/ மோனோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் ஹெட்டோரோஸ்ட்ரக்சர் ஃபோட்டோடெக்டரின் ஒளியியல் மறுமொழி பண்புகளை முறையாக மதிப்பிடுவதற்கு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் சாதனத்தின் மாறும் மின்னோட்ட பதிலை 0 V, -1 V, -3 V மற்றும் -5 V சார்புகளில் அளவிட்டனர், இதன் ஒளியியல் சக்தி அடர்த்தி 8.15 μW/cm² ஆகும். ஒளி மின்னோட்டம் தலைகீழ் சார்புடன் அதிகரிக்கிறது மற்றும் அனைத்து சார்பு மின்னழுத்தங்களிலும் வேகமான மறுமொழி வேகத்தைக் காட்டுகிறது.

இறுதியாக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு இமேஜிங் அமைப்பை உருவாக்கி, குறுகிய அலை அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சின் சுய-இயக்க இமேஜிங்கை வெற்றிகரமாக அடைந்தனர். இந்த அமைப்பு பூஜ்ஜிய சார்பின் கீழ் இயங்குகிறது மற்றும் எந்த ஆற்றல் நுகர்வும் இல்லை. ஃபோட்டோடெடெக்டரின் இமேஜிங் திறன் "T" எழுத்து வடிவத்துடன் கூடிய கருப்பு முகமூடியைப் பயன்படுத்தி மதிப்பீடு செய்யப்பட்டது (படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது).

முடிவில், இந்த ஆராய்ச்சி கிராஃபீன் நானோரிப்பன்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட சுய-இயங்கும் ஒளிக்கற்றைகளை வெற்றிகரமாக உருவாக்கி சாதனை படைத்தது. இதற்கிடையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த ஒளியியல் தொடர்பு மற்றும் இமேஜிங் திறன்களை வெற்றிகரமாக நிரூபித்தனர்.மிகவும் பதிலளிக்கக்கூடிய ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பான்இந்த ஆராய்ச்சி சாதனை கிராஃபீன் நானோரிப்பன்கள் மற்றும் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் வளர்ச்சிக்கு ஒரு நடைமுறை அணுகுமுறையை வழங்குவதோடு மட்டுமல்லாமல், சுயமாக இயங்கும் குறுகிய அலை அகச்சிவப்பு ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பாளர்களாக அவற்றின் சிறந்த செயல்திறனையும் நிரூபிக்கிறது.