Fotonstyret diode:En optoelektronisk enhed med en ny signalbehandlingsadfærd

En fotodetektor er en slags optoelektronisk enhed, der kan detektere optiske signaler og konvertere dem til elektriske signaler. Disse enheder omfatter fotodioder, fototransistorer og fotoledere.

Selvom der er mange typer fotodetektorer med forskellige mekanismer og strukturer, afhængigt af deres elektriske udgangskarakteristika før og efter belysning, kan den repræsentative adfærd opsummeres som et begrænset antal:udgangsstrømmen af ​​en fotodiode skifter fra en ensrettet til en fuldt tændt tilstand efter belysning, mens udgangsstrømmen af ​​en fotoleder eller en fototransistor skifter fra en fuldt slukket til en fuldt tændt tilstand.

Fra perspektivet af signalændringsadfærd bør der være en ny enhed, der ændrer udgangsstrømmen fra helt slukket til ensrettet tilstand og kan spille en nøglerolle i fremtidige optoelektroniske systemer, såsom optisk logik, højpræcisionsbilleddannelse og information forarbejdning. For eksempel kan ensretning styret af lys undgå krydstale-problemet med fotodetektor-arrays uden brug af vælgere, og derved hjælpe med at forbedre integrationen af ​​arrayet yderligere.

For nylig i en artikel offentliggjort i National Science Review , Dong-Ming Sun Group fra Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences foreslår en ny enhed kaldet en fotonstyret diode, som kan ændre udgangsstrømmen fra en helt slukket tilstand til en ensrettet tilstand efter belysning, hvilket fører til en anti -crosstalk photomemory array uden brug af selektorer.

Forskerne brugte en lateral n/n ⁻ molybdændisulfid (MoS₂ ) junction som en kanal, grafen som kontaktelektroder og hexagonal bornitrid (h-BN) som et fotogatmateriale til fremstilling af den fotonkontrollerede diode, som i det væsentlige er en n/n ⁻ MoS₂ kryds indsat mellem to graphene/MoS₂ Schottky-forbindelser ved katoden og anoden.

Styret af lys undertrykker Schottky-forbindelserne eller tillader ensretningsadfærden for n/n ⁻ junction, således at udgangsstrømmen fra den fotonstyrede diode kan skifte fra helt slukket til ensrettet tilstand. Lys-til-mørke ensretningsforholdet kan være så højt som mere end 10 ⁶ . Som fotodetektor overstiger dens reaktionsevne 10 ⁵ A/W, mens ved at øge tykkelsen af ​​fotogatinglaget, ændres enhedens adfærd til en multifunktionel fotohukommelse med den højeste ikke-flygtige responsivitet på 4,8×10 ⁷ A/W og den længste retentionstid på 6,5 × 10 ⁶ s rapporteret indtil videre.

Ved at bruge de foton-kontrollerede dioder som pixelenheder fremstilles et 3×3 fotohukommelsesarray uden brug af selektorer, der ikke viser nogen krydstale såvel som funktioner for bølgelængde og effekttæthedselektivitet. Dette arbejde baner vejen for udviklingen af ​​fremtidige højintegration, laveffekt og intelligente optoelektroniske systemer. + Udforsk yderligere

Fotodetektorer til indsprøjtning af grafen med en bredere detektionsbåndbredde