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una. Esquema de un diodo controlado por fotones fabricado intercalando una capa de h-BN entre una unión a/n-MoS2 y una puerta trasera de SiO2/p+-Si, con grafeno inferior/superior como cátodo/ánodo y un h-BN superior como protección mascarilla. b. Foto óptica de la matriz fabricada utilizando un diodo controlado por fotones como unidad. (Escala: 10 μm). CRÉDITO © Science China Press |
Resumen:
Un fotodetector es un tipo de dispositivo optoelectrónico que puede detectar señales ópticas y convertirlas en señales eléctricas, incluidos fotodiodos, fototransistores y fotoconductores, etc. Aunque existen muchos tipos de fotodetectores con diferentes mecanismos y estructuras, el comportamiento representativo puede variar según sus características de salida eléctrica antes y después de la iluminación se pueden resumir como un número finito: la corriente de salida de un fotodiodo cambia de rectificado a completamente encendido después de la iluminación, mientras que la corriente de salida de un fotoconductor o un fototransistor cambia de completamente apagado a completamente encendido. Desde la perspectiva del comportamiento del cambio de señal, debe haber un nuevo dispositivo que cambie la corriente de salida del estado completamente apagado al estado rectificado, lo que podría desempeñar un papel clave en los futuros sistemas optoelectrónicos, como la lógica óptica, la imagen de alta precisión y la información. está siendo procesado. Por ejemplo, la rectificación controlada por luz puede evitar el problema de diafonía de los conjuntos de fotodetectores sin el uso de selectores, lo que ayuda a mejorar aún más la integración del conjunto.
Diodo controlado por fotones: un dispositivo optoelectrónico con un nuevo comportamiento de procesamiento de señales
Pekín, China | Publicado el 1 de julio de 2022
Recientemente, en un artículo publicado en National Science Review, el Grupo Dong-Ming Sun del Instituto de Investigación de Metales de la Academia de Ciencias de China propone un nuevo dispositivo llamado diodo controlado por fotones que puede cambiar la corriente de salida desde un estado totalmente apagado. a un estado rectificado después de encenderse por primera vez, lo que da como resultado una matriz de fotomemoria antidiafonía sin usar ningún selector.
Los científicos utilizan una unión lateral de disulfuro de molibdeno (MoS2) n/n− como canal, grafeno como electrodos de contacto y nitruro de boro hexagonal (h-BN) como material de la capa fotoactivadora para fabricar el diodo activado por fotones, que es esencialmente un An/n− MoS2 – Unión insertada entre dos uniones Schottky de grafeno/MoS2 en el cátodo y el ánodo. Las uniones Schottky, activadas por luz, suprimen o permiten el comportamiento de rectificación de la unión n/n, de modo que la corriente de salida del diodo activado por fotones puede cambiar del estado completamente bloqueado al estado rectificado. La relación de rectificación claro-oscuro puede ser de hasta más de 106. Como fotodetector, su sensibilidad supera los 105 A/W, mientras que al aumentar el grosor de la capa de fototransmisión cambia el comportamiento del dispositivo en una fotomemoria multifuncional con la sensibilidad no volátil más alta de 4,8 × 107 A/W y el tiempo de retención más largo de 6,5 × 106 s. Utilizando los diodos activados por fotones como unidades de píxeles, se fabrica una matriz de fotomemoria de 3 × 3 sin utilizar selectores, que no muestra funciones de selectividad de diafonía, longitud de onda y densidad de potencia. Este trabajo allana el camino para el desarrollo de futuros sistemas optoelectrónicos inteligentes, de baja potencia y altamente integrados.
Esta investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
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