စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ကိုယ်တိုင်မောင်းနှင်ခြင်းအနီအောက်ရောင်ခြည် အလင်းရှာဖွေစက်
အနီအောက်ရောင်ခြည်ဓာတ်ပုံရှာဖွေကိရိယာဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှု ဆန့်ကျင်နိုင်စွမ်း၊ ပစ်မှတ်ကို မှတ်မိနိုင်စွမ်း၊ ရာသီဥတုမရွေး လုပ်ဆောင်ချက်နှင့် ကောင်းမွန်သော ဖုံးကွယ်နိုင်စွမ်းတို့၏ ဝိသေသလက္ခဏာများ ရှိသည်။ ၎င်းသည် ဆေးပညာ၊ စစ်ရေး၊ အာကာသနည်းပညာနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်အင်ဂျင်နီယာကဲ့သို့သော နယ်ပယ်များတွင် ပိုမိုအရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်လာသည်။ ၎င်းတို့ထဲတွင် ကိုယ်တိုင်မောင်းနှင်သောအလင်းလျှပ်စစ်ထောက်လှမ်းခြင်းပြင်ပအပိုပါဝါထောက်ပံ့မှုမပါဘဲ လွတ်လပ်စွာလည်ပတ်နိုင်သောချစ်ပ်သည် ၎င်း၏ထူးခြားသောစွမ်းဆောင်ရည် (စွမ်းအင်လွတ်လပ်မှု၊ မြင့်မားသောအာရုံခံနိုင်စွမ်းနှင့်တည်ငြိမ်မှုစသည်ဖြင့်) ကြောင့် အနီအောက်ရောင်ခြည်ထောက်လှမ်းခြင်းနယ်ပယ်တွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အာရုံစိုက်မှုကို ရရှိခဲ့သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် ဆီလီကွန်အခြေခံ သို့မဟုတ် narrowbandgap semiconductor အခြေခံ အနီအောက်ရောင်ခြည်ချစ်ပ်များကဲ့သို့သော ရိုးရာ photoelectric ထောက်လှမ်းချစ်ပ်များသည် photocurrent များထုတ်လုပ်ရန် photogenerated carriers များကိုခွဲထုတ်ရန် အပို bias voltage များလိုအပ်ရုံသာမက အပူဆူညံသံကိုလျှော့ချရန်နှင့် တုံ့ပြန်မှုကိုတိုးတက်စေရန် အပိုအအေးပေးစနစ်များလည်း လိုအပ်ပါသည်။ ထို့ကြောင့် အနာဂတ်တွင် နောက်မျိုးဆက် အနီအောက်ရောင်ခြည်ထောက်လှမ်းချစ်ပ်များ၏ ပါဝါသုံးစွဲမှုနည်းပါးခြင်း၊ အရွယ်အစားသေးငယ်ခြင်း၊ ကုန်ကျစရိတ်နည်းပါးခြင်းနှင့် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ကဲ့သို့သော သဘောတရားအသစ်များနှင့် လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန် ခက်ခဲလာပါသည်။
မကြာသေးမီက တရုတ်နှင့် ဆွီဒင်နိုင်ငံမှ သုတေသနအဖွဲ့များသည် graphene nanoribbon (GNR) films/alumina/single crystal silicon ကို အခြေခံထားသည့် ထူးခြားသော pin heterojunction self-driven short-wave infrared (SWIR) photoelectric detection chip တစ်ခုကို အဆိုပြုခဲ့ကြသည်။ heterogeneous interface နှင့် built-in electric field မှ လှုံ့ဆော်ပေးသော optical gating effect ၏ ပေါင်းစပ်အကျိုးသက်ရောက်မှုအောက်တွင်၊ ချစ်ပ်သည် သုည bias voltage တွင် အလွန်မြင့်မားသော response နှင့် detection performance ကို ပြသခဲ့သည်။ photoelectric detection chip တွင် self-driven mode တွင် 75.3 A/W အထိ မြင့်မားသော A response rate၊ 7.5 × 10¹⁴ Jones detection rate နှင့် 104% နီးပါးရှိသော external quantum efficiency ရှိပြီး၊ တူညီသော silicon-based ချစ်ပ်များ၏ detection performance ကို မှတ်တမ်းတင် 7 orders of magnitude ဖြင့် တိုးတက်စေသည်။ ထို့အပြင်၊ ရိုးရာ drive mode အောက်တွင်၊ ချစ်ပ်၏ response rate၊ detection rate နှင့် external quantum efficiency တို့သည် အသီးသီး 843 A/W၊ 10¹⁵ Jones နှင့် 105% အထိ မြင့်မားပြီး ၎င်းတို့အားလုံးသည် လက်ရှိသုတေသနတွင် ဖော်ပြထားသော အမြင့်ဆုံးတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ဤသုတေသနပြုချက်သည် optical communication နှင့် infrared imaging နယ်ပယ်များတွင် photoelectric detection chip ၏ လက်တွေ့အသုံးချမှုကိုလည်း သရုပ်ပြခဲ့ပြီး ၎င်း၏ ကြီးမားသော အသုံးချမှု အလားအလာကို မီးမောင်းထိုးပြခဲ့သည်။
ဂရပ်ဖင်း ನ್ಯಾನိုရစ်ဘွန် /Al₂O₃/ single crystal silicon ပေါ်အခြေခံ၍ photodetector ၏ photoelectric စွမ်းဆောင်ရည်ကို စနစ်တကျလေ့လာရန်အတွက်၊ သုတေသီများသည် ၎င်း၏ static (current-voltage curve) နှင့် dynamic characteristic responses (current-time curve) ကို စမ်းသပ်ခဲ့ကြသည်။ ဂရပ်ဖင်း ನ್ಯಾನိုရစ်ဘွန် /Al₂O₃/ monocrystalline silicon heterostructure photodetector ၏ optical response characteristics ကို မတူညီသော bias voltages များအောက်တွင် စနစ်တကျ အကဲဖြတ်ရန်အတွက်၊ သုတေသီများသည် ကိရိယာ၏ dynamic current response ကို 0 V၊ -1 V၊ -3 V နှင့် -5 V biases များတွင် optical power density 8.15 μW/cm² ဖြင့် တိုင်းတာခဲ့သည်။ photocurrent သည် reverse bias နှင့်အတူ တိုးလာပြီး bias voltages အားလုံးတွင် မြန်ဆန်သော response speed ကို ပြသသည်။
နောက်ဆုံးတွင် သုတေသီများသည် ပုံရိပ်ဖော်စနစ်တစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့ပြီး ရေတိုလှိုင်းအနီအောက်ရောင်ခြည်၏ ကိုယ်တိုင်စွမ်းအင်သုံး ပုံရိပ်ဖော်မှုကို အောင်မြင်စွာ ရရှိခဲ့သည်။ စနစ်သည် ဘက်လိုက်မှု သုညအောက်တွင် လည်ပတ်ပြီး စွမ်းအင်သုံးစွဲမှု လုံးဝမရှိသည်။ ဓာတ်ပုံရှာဖွေကိရိယာ၏ ပုံရိပ်ဖော်စွမ်းရည်ကို အက္ခရာ “T” ပုံစံပါသော အနက်ရောင်မျက်နှာဖုံး (ပုံ ၁ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း) ကို အသုံးပြု၍ အကဲဖြတ်ခဲ့သည်။
အဆုံးသတ်အနေနဲ့ ဒီသုတေသနဟာ ဂရပ်ဖင်းနာနိုရစ်ဘွန်တွေကို အခြေခံပြီး ကိုယ်တိုင်စွမ်းအင်သုံး ဓာတ်ပုံရှာဖွေစက်တွေကို အောင်မြင်စွာ ထုတ်လုပ်နိုင်ခဲ့ပြီး မှတ်တမ်းတင်လောက်အောင် မြင့်မားတဲ့ တုံ့ပြန်မှုနှုန်းကို ရရှိခဲ့ပါတယ်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပဲ သုတေသီတွေဟာ ဒီနည်းပညာရဲ့ အလင်းဆိုင်ရာ ဆက်သွယ်ရေးနဲ့ ပုံရိပ်ဖော်နိုင်စွမ်းကို အောင်မြင်စွာ သရုပ်ပြခဲ့ပါတယ်။အလွန်တုံ့ပြန်မှုကောင်းသော ဖိုတိုထောက်လှမ်းကိရိယာဤသုတေသနအောင်မြင်မှုသည် ဂရပ်ဖင်းနာနိုရစ်ဘွန်များနှင့် ဆီလီကွန်အခြေခံ optoelectronic စက်ပစ္စည်းများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးအတွက် လက်တွေ့ကျသောချဉ်းကပ်မှုကို ပံ့ပိုးပေးရုံသာမက ၎င်းတို့၏ ကိုယ်ပိုင်စွမ်းအင်သုံး short-wave infrared photodetectors များအဖြစ် အလွန်ကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်ကိုလည်း ပြသနေပါသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၅ ခုနှစ်၊ ဧပြီလ ၂၈ ရက်