ตระหนักถึงเครื่องตรวจจับ Diamond Duv

เพชรเป็นวัสดุที่มี bandgap กว้างเป็นพิเศษการนำความร้อนสูงความเฉื่อยทางเคมีฉนวนกันความร้อนสูงและความต้านทานการแผ่รังสีถือเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการผลิตเครื่องตรวจจับ DUV การพัฒนาเครื่องตรวจจับแสงที่ใช้เพชรมีความคืบหน้าบางอย่าง แต่ความไวและประสิทธิภาพโดยรวมยังคงต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมเพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งานจริง นักวิจัยกำลังสำรวจผลเสริมฤทธิ์กันของสถานะพื้นผิวและข้อบกพร่องที่ลึกซึ้งเพื่อให้ได้เครื่องตรวจจับ DUV ที่สูงเป็นพิเศษซึ่งทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำเพื่อจัดการกับความท้าทายของการรวมชิปเดี่ยวและส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องตรวจจับ DUV ที่เข้ากันได้กับวงจรแบบบูรณาการ

 

ในสนามของเซมิคอนดักเตอร์ Bandgap ที่กว้างเป็นพิเศษนักวิจัยกำลังทำงานเพื่อพัฒนาเครื่องตรวจจับแสงอัลตราไวโอเลตลึก (DUV) ที่มีอัตราขยายสูงเป็นพิเศษโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากับหลอดโฟโตมูลเทียร์ (PMT) เครื่องตรวจจับเหล่านี้มีความสำคัญต่อการตรวจจับตาบอดและการสื่อสารในช่วงความยาวคลื่นของ 200-280 นาโนเมตรเนื่องจากสามารถให้ความไวสูงความเร็วสูงการเลือกสเปกตรัมสูงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงสูงและความเสถียรสูง อย่างไรก็ตามเครื่องตรวจจับที่มีอยู่บนพื้นฐานของเซมิคอนดักเตอร์ Bandgap ที่กว้างเป็นพิเศษเช่น Algan และ GA2O3 เผชิญกับความท้าทายเช่นแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้สูงความหนาแน่นของข้อบกพร่องของตาข่ายสูงการแยกเฟสและความไวต่อสนามแม่เหล็กซึ่ง จำกัด การพัฒนาต่อไป

 

ทีมที่นำโดย Liao Meiyong จากสถาบันวิทยาศาสตร์วัสดุและเทคโนโลยีแห่งชาติในญี่ปุ่นได้แสดงให้เห็นว่าผลเสริมฤทธิ์กันของสถานะพื้นผิวและข้อบกพร่องที่ลึกลงไปในพื้นผิว Duv Diamond (PD) ด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำ (<5V). The overall photoresponse of diamond DUV-PD, such as sensitivity, dark current, spectral selectivity, and response speed, can be easily customized by hydrogen or oxygen termination on the SCD substrate surface. Under 220 nm light, the DUV response rate and external quantum efficiency exceed 2.5 × 104 A/W and 1.4 × 107%, respectively, which is comparable to PMT. The DUV/visible light suppression ratio (R220 nm/R400 nm) is as high as 6.7 × 105. The depletion of two-dimensional hole gas by deep nitrogen defects provides low dark current, and the filling of ionized nitrogen under DUV irradiation generates a huge photocurrent. The synergistic effect of surface states and intrinsic depth defects has opened up the way for the development of DUV detectors compatible with integrated circuits.

 

ความสำเร็จที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ในวัสดุที่ใช้งานได้ขั้นสูงภายใต้ชื่อ "ผลเสริมฤทธิ์กันของสถานะพื้นผิวและข้อบกพร่องที่ลึกสำหรับการได้รับแสงสีม่วงอูลตร้าไวโอเล็ตสูงเป็นพิเศษด้วยการทำงานของแรงดันไฟฟ้าต่ำ"