un. Schema di un diodo controllato da fotoni fabbricato inserendo uno strato h-BN tra un n/n − MoS2 giunzione e un SiO2 /p + -Si back-gate, utilizzando grafene inferiore/superiore come catodo/anodo e un h-BN superiore come maschera protettiva. b. Fotografia ottica dell'array fabbricato utilizzando un diodo controllato da fotoni come unità. (barra della scala:10 μm). Credito:Science China Press
Un fotorilevatore è una sorta di dispositivo optoelettronico in grado di rilevare segnali ottici e convertirli in segnali elettrici. Questi dispositivi includono fotodiodi, fototransistor e fotoconduttori.
Sebbene esistano molti tipi di fotorilevatori con diversi meccanismi e strutture, a seconda delle loro caratteristiche di uscita elettrica prima e dopo l'illuminazione, il comportamento rappresentativo può essere riassunto come un numero limitato:la corrente di uscita di un fotodiodo cambia da una rettificata a una completamente accesa stato dopo l'illuminazione, mentre la corrente di uscita di un fotoconduttore o di un fototransistor cambia da uno stato completamente spento a uno stato completamente acceso.
Dal punto di vista del comportamento di cambiamento del segnale, dovrebbe esserci un nuovo dispositivo che modifichi la corrente di uscita dallo stato completamente spento allo stato rettificato e potrebbe svolgere un ruolo chiave nei futuri sistemi optoelettronici, come la logica ottica, l'imaging ad alta precisione e le informazioni in lavorazione. Ad esempio, la rettifica controllata dalla luce può evitare il problema della diafonia degli array di fotorivelatori senza l'utilizzo di selettori, contribuendo così a migliorare ulteriormente l'integrazione dell'array.
Recentemente, in un articolo pubblicato su National Science Review , Dong-Ming Sun Group dell'Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences propone un nuovo dispositivo chiamato diodo controllato da fotoni che può cambiare la corrente di uscita da uno stato completamente spento a uno stato rettificato dopo l'illuminazione, portando a un anti -array di fotomemoria di diafonia senza utilizzare alcun selettore.
Gli scienziati hanno utilizzato un laterale n/n − bisolfuro di molibdeno (MoS2 ) giunzione come canale, grafene come elettrodi di contatto e nitruro di boro esagonale (h-BN) come materiale dello strato fotogating per fabbricare il diodo controllato da fotoni, che è essenzialmente un n/n − MoS2 giunzione inserita tra due grafene/MoS2 Giunzioni Schottky al catodo e all'anodo.
Controllate dalla luce, le giunzioni di Schottky sopprimono o consentono il comportamento di rettifica di n/n − giunzione, in modo che la corrente di uscita del diodo controllato da fotoni possa passare dallo stato completamente spento a quello rettificato. Il rapporto di rettifica chiaro-scuro può arrivare a più di 10 6 . Come fotorilevatore, la sua reattività supera 10 5 A/W, mentre aumentando lo spessore dello strato fotogating, il comportamento del dispositivo cambia in una fotomemoria multifunzionale con la massima reattività non volatile di 4,8×10 7 A/W e il tempo di conservazione più lungo di 6,5 × 10 6 s segnalato finora.
Utilizzando i diodi controllati da fotoni come unità pixel, viene fabbricato un array di fotomemorie 3 × 3 senza l'utilizzo di alcun selettore, che non mostra diafonia così come le funzioni della selettività della lunghezza d'onda e della densità di potenza. Questo lavoro apre la strada allo sviluppo di futuri sistemi optoelettronici ad alta integrazione, bassa potenza e intelligenti. + Esplora ulteriormente
