una. Esquema de un diodo controlado por fotones fabricado intercalando una capa de h-BN entre un n/n − MoS2 unión y un SiO2 /p + -Si back-gate, utilizando grafeno inferior/superior como cátodo/ánodo y h-BN superior como máscara protectora. b. Fotografía óptica de la matriz fabricada usando un diodo controlado por fotones como una unidad. (barra de escala:10 μm). Crédito:Science China Press
Un fotodetector es un tipo de dispositivo optoelectrónico que puede detectar señales ópticas y convertirlas en señales eléctricas. Estos dispositivos incluyen fotodiodos, fototransistores y fotoconductores.
Aunque existen muchos tipos de fotodetectores con diferentes mecanismos y estructuras, según sus características de salida eléctrica antes y después de la iluminación, el comportamiento representativo se puede resumir en un número limitado:la corriente de salida de un fotodiodo cambia de rectificada a completamente encendida. después de la iluminación, mientras que la corriente de salida de un fotoconductor o un fototransistor cambia de un estado completamente apagado a un estado completamente encendido.
Desde la perspectiva del comportamiento de cambio de la señal, debe haber un nuevo dispositivo que cambie la corriente de salida de un estado totalmente apagado a un estado rectificado, y puede desempeñar un papel clave en los futuros sistemas optoelectrónicos, como la lógica óptica, la imagen de alta precisión y la información. Procesando. Por ejemplo, la rectificación controlada por la luz puede evitar el problema de diafonía de las matrices de fotodetectores sin usar selectores, lo que ayuda a mejorar aún más la integración de la matriz.
Recientemente, en un artículo publicado en National Science Review , Dong-Ming Sun Group del Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences propone un nuevo dispositivo llamado diodo controlado por fotones que puede cambiar la corriente de salida de un estado completamente apagado a un estado rectificado después de la iluminación, lo que lleva a un anti -matriz de fotomemoria de diafonía sin usar ningún selector.
Los científicos utilizaron un lateral n/n − disulfuro de molibdeno (MoS2 ) como canal, grafeno como electrodos de contacto y nitruro de boro hexagonal (h-BN) como material de capa fotoactivadora para fabricar el diodo controlado por fotones, que es esencialmente un n/n − MoS2 unión insertada entre dos grafeno/MoS2 Uniones Schottky en el cátodo y el ánodo.
Controladas por la luz, las uniones Schottky suprimen o permiten el comportamiento de rectificación del n/n − unión, de modo que la corriente de salida del diodo controlado por fotones pueda cambiar de un estado completamente apagado a un estado rectificado. La relación de rectificación de luz a oscuridad puede ser tan alta como más de 10 6 . Como fotodetector, su capacidad de respuesta supera los 10 5 A/W, mientras que al aumentar el grosor de la capa de fotogating, el comportamiento del dispositivo cambia a una fotomemoria multifuncional con la mayor capacidad de respuesta no volátil de 4,8 × 10 7 A/W y el tiempo de retención más largo de 6,5 × 10 6 s reportado hasta ahora.
Usando los diodos controlados por fotones como unidades de píxeles, se fabrica una matriz de fotomemoria de 3 × 3 sin usar ningún selector, que no muestra diafonía ni funciones de selectividad de densidad de potencia y longitud de onda. Este trabajo allana el camino para el desarrollo de futuros sistemas optoelectrónicos inteligentes, de baja potencia y alta integración. Fotodetectores de inyección de carga de grafeno con un ancho de banda de detección más amplio
