un. Schéma d'une diode contrôlée par photons fabriquée en prenant en sandwich une couche h-BN entre un n/n − MoS2 jonction et un SiO2 /p + -Porte arrière Si, utilisant du graphène inférieur/supérieur comme cathode/anode et un h-BN supérieur comme masque de protection. b. Photographie optique du réseau fabriqué utilisant une diode contrôlée par photons comme unité. (barre d'échelle :10 μm). Crédit :Science China Press
Un photodétecteur est une sorte de dispositif optoélectronique capable de détecter des signaux optiques et de les convertir en signaux électriques. Ces dispositifs comprennent des photodiodes, des phototransistors et des photoconducteurs.
Bien qu'il existe de nombreux types de photodétecteurs avec des mécanismes et des structures différents, en fonction de leurs caractéristiques de sortie électrique avant et après l'éclairage, le comportement représentatif peut être résumé comme un nombre limité :le courant de sortie d'une photodiode passe d'un courant redressé à un courant entièrement allumé. état après illumination, tandis que le courant de sortie d'un photoconducteur ou d'un phototransistor passe d'un état complètement éteint à un état complètement allumé.
Du point de vue du comportement de changement de signal, il devrait y avoir un nouveau dispositif qui modifie le courant de sortie de l'état complètement éteint à l'état redressé, et peut jouer un rôle clé dans les futurs systèmes optoélectroniques, tels que la logique optique, l'imagerie de haute précision et l'information. En traitement. Par exemple, le redressement contrôlé par la lumière peut éviter le problème de diaphonie des réseaux de photodétecteurs sans utiliser de sélecteurs, contribuant ainsi à améliorer encore l'intégration du réseau.
Récemment, dans un article publié dans National Science Review , Dong-Ming Sun Group de l'Institut de recherche sur les métaux de l'Académie chinoise des sciences propose un nouveau dispositif appelé diode contrôlée par photons qui peut changer le courant de sortie d'un état complètement éteint à un état redressé après l'éclairage, conduisant à un anti -matrice de photomémoire de diaphonie sans utiliser de sélecteurs.
Les scientifiques ont utilisé un n/n latéral − bisulfure de molybdène (MoS2 ) jonction comme canal, le graphène comme électrodes de contact et le nitrure de bore hexagonal (h-BN) comme matériau de couche de photogating pour fabriquer la diode contrôlée par photons, qui est essentiellement un n/n − MoS2 jonction insérée entre deux graphène/MoS2 Jonctions Schottky à la cathode et à l'anode.
Contrôlées par la lumière, les jonctions Schottky suppriment ou autorisent le comportement de redressement du n/n − jonction, de sorte que le courant de sortie de la diode commandée par photons puisse passer de l'état complètement éteint à l'état redressé. Le rapport de rectification clair/foncé peut atteindre plus de 10 6 . En tant que photodétecteur, sa réactivité dépasse 10 5 A/W, tandis qu'en augmentant l'épaisseur de la couche de photogating, le comportement de l'appareil se transforme en une photomémoire multifonctionnelle avec la plus haute sensibilité non volatile de 4,8×10 7 A/W et le temps de rétention le plus long de 6,5 × 10 6 s rapporté jusqu'à présent.
En utilisant les diodes contrôlées par photons comme unités de pixel, un réseau de photomémoire 3 × 3 est fabriqué sans utiliser de sélecteurs, ne montrant aucune diaphonie ainsi que des fonctions de sélectivité de longueur d'onde et de densité de puissance. Ces travaux ouvrent la voie au développement de futurs systèmes optoélectroniques à haute intégration, basse consommation et intelligents. Photodétecteurs à injection de charge au graphène avec une bande passante de détection plus large
