کم جہتی برفانی تودہ فوٹو ڈیٹیکٹر پر نئی تحقیق

کم جہتی برفانی تودہ فوٹو ڈیٹیکٹر پر نئی تحقیق

چند فوٹوون یا یہاں تک کہ سنگل فوٹون ٹیکنالوجیز کی اعلیٰ حساسیت کا پتہ لگانے میں کم روشنی والی امیجنگ، ریموٹ سینسنگ اور ٹیلی میٹری کے ساتھ ساتھ کوانٹم کمیونیکیشن جیسے شعبوں میں بھی قابل اطلاق اطلاق کے امکانات ہیں۔ ان میں سے، avalanche photodetectors (APD) اپنے چھوٹے سائز، اعلی کارکردگی اور آسان انضمام کی وجہ سے آپٹو الیکٹرانک ڈیوائس ریسرچ کے میدان میں ایک اہم سمت بن گئے ہیں۔ سگنل سے شور کا تناسب (SNR) APD Photodetector کا ایک اہم اشارہ ہے، جس کے لیے زیادہ فائدہ اور کم تاریک کرنٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ دو جہتی (2D) مواد وین ڈیر والس ہیٹروجنکشنز پر تحقیق اعلی کارکردگی والے APDs کی ترقی میں وسیع امکانات کو ظاہر کرتی ہے۔ چین کے محققین نے دو قطبی دو جہتی سیمی کنڈکٹر مواد WSe₂ کو فوٹو حساس مواد کے طور پر منتخب کیا اور احتیاط سے Pt/WSe₂/Ni ڈھانچہ تیار کیا۔اے پی ڈی فوٹو ڈیٹیکٹرروایتی APD کے موروثی فائدہ شور کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے بہترین مماثل کام کے فنکشن کے ساتھ۔

محققین نے ایک تجویز پیش کی ہے۔برفانی تودہ فوٹو ڈیٹیکٹرPt/WSe₂/Ni ڈھانچے کی بنیاد پر، کمرے کے درجہ حرارت پر fW سطح پر انتہائی کمزور روشنی کے سگنلز کی انتہائی حساس شناخت کو حاصل کرنا۔ انہوں نے دو جہتی سیمی کنڈکٹر مواد WSe₂ کا انتخاب کیا، جس میں بہترین برقی خصوصیات ہیں، اور اسے Pt اور Ni الیکٹروڈ مواد کے ساتھ ملا کر ایک نئی قسم کے برفانی تودہ فوٹو ڈیٹیکٹر کو کامیابی کے ساتھ تیار کیا۔ Pt، WSe₂ اور Ni کے درمیان کام کے فنکشن کی مماثلت کو درست طریقے سے بہتر بناتے ہوئے، ایک ٹرانسپورٹ میکانزم ڈیزائن کیا گیا تھا جو ڈارک کیریئرز کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے جبکہ منتخب طور پر فوٹو جنریٹڈ کیریئرز کو گزرنے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ طریقہ کار کیریئر امپیکٹ آئنائزیشن کی وجہ سے ہونے والے اضافی شور کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے، جس سے فوٹو ڈیٹیکٹر کو انتہائی کم شور کی سطح پر انتہائی حساس آپٹیکل سگنل کا پتہ لگانے کے قابل بناتا ہے۔

یہ مطالعہ میٹریل انجینئرنگ اور انٹرفیس آپٹیمائزیشن کی کارکردگی کو بڑھانے میں اہم کردار کو ظاہر کرتا ہے۔فوٹو ڈیٹیکٹر. الیکٹروڈز اور دو جہتی مواد کے ذہین ڈیزائن کے ذریعے، تاریک کیریئرز کی حفاظت کا اثر حاصل کیا گیا، جس سے شور کی مداخلت کو نمایاں طور پر کم کیا گیا اور پتہ لگانے کی کارکردگی میں مزید بہتری آئی۔ اس ڈیٹیکٹر کی کارکردگی نہ صرف اس کی فوٹو الیکٹرک خصوصیات سے ظاہر ہوتی ہے بلکہ اس کے استعمال کے وسیع امکانات بھی ہیں۔ کمرے کے درجہ حرارت پر تاریک کرنٹ کو مؤثر طریقے سے روکنے اور فوٹو جنریٹڈ کیریئرز کے موثر جذب کے ساتھ، یہ فوٹو ڈیٹیکٹر خاص طور پر ماحولیاتی نگرانی، فلکیاتی مشاہدے، اور آپٹیکل کمیونیکیشن جیسے شعبوں میں کمزور روشنی کے سگنلز کا پتہ لگانے کے لیے موزوں ہے۔ یہ تحقیقی کامیابی نہ صرف کم جہتی مادی فوٹو ڈیٹیکٹرز کی ترقی کے لیے نئے آئیڈیاز فراہم کرتی ہے بلکہ اعلیٰ کارکردگی اور کم طاقت والے آپٹو الیکٹرانک آلات کی مستقبل کی تحقیق اور ترقی کے لیے نئے حوالے بھی پیش کرتی ہے۔