الكشف الضوئي الحساس للاستقطاب باستخدام بلورات البيروفسكايت ذات البنية المتغايرة ثنائية وثلاثية الأبعاد

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

الصفحة الرئيسية > صحافة > الكشف الضوئي الحساس للاستقطاب باستخدام بلورات البيروفسكايت ذات البنية المتغايرة ثنائية وثلاثية الأبعاد

( أ ) الهيكل التخطيطي لكاشف الضوء المستقطب. ( ب ) الموصلية الضوئية الموازية والمتعامدة مع الواجهة. (ج) تباين الموصلية الضوئية مقابل قوة الإثارة. ( د ) التيار الكهروضوئي ذو الزاوية كدالة لزاوية الاستقطاب المقاسة عند 405 نانومتر تحت انحياز الصفر. ( هـ ) نسب الاستقطاب التجريبية لبعض كاشفات الضوء المستقطبة المبلغ عنها. ( و ) التيار الكهروضوئي المعتمد على الزاوية للجهاز الحالي المقاس عند درجات حرارة مختلفة. الائتمان @ Science China Press

المستخلص:
أظهرت أجهزة الكشف الضوئية الحساسة للاستقطاب ، القائمة على أشباه الموصلات متباينة الخواص ، مزايا واسعة في التطبيقات المتخصصة ، مثل علم الفلك ، والاستشعار عن بعد ، وتعدد الإرسال بتقسيم الاستقطاب. بالنسبة للطبقة النشطة من أجهزة الكشف الضوئية الحساسة للاستقطاب ، تركز الأبحاث الحديثة على البيروفسكايت الهجين العضوي وغير العضوي ثنائي الأبعاد (2D) ، حيث يتم ترتيب الألواح غير العضوية والفواصل العضوية بدلاً من ذلك في هياكل ذات طبقات متوازية. مقارنة بالمواد ثنائية الأبعاد غير العضوية ، من المهم أن توفر إمكانية الوصول إلى حلول البيروفسكايت الهجينة إمكانية الحصول على بلوراتها الكبيرة بتكلفة منخفضة ، مما يوفر فرصًا مثيرة لدمج التباين البلوري خارج الطائرة للكشف الضوئي الحساس للاستقطاب. ومع ذلك ، فإن حساسية الاستقطاب لمثل هذا الجهاز محدودة بسبب تباين الامتصاص لبنية المادة. وبالتالي ، هناك حاجة ماسة إلى استراتيجية جديدة لتصميم بيروفسكايت هجين ثنائي الأبعاد مع تباين كبير من أجل الكشف الضوئي الحساس للاستقطاب.

كشف ضوئي حساس للاستقطاب باستخدام بلورات البيروفسكايت غير المتجانسة ثنائية الأبعاد / ثلاثية الأبعاد

بكين ، الصين | نُشر في 4 مايو 2021

توفر الهياكل غير المتجانسة دليلًا لمواجهة هذا التحدي. من ناحية أخرى ، يمكن أن يؤدي بناء الهياكل غير المتجانسة إلى تحسين الامتصاص البصري وكثافة الناقل الحر للمركب. من ناحية أخرى ، يمكن للحقل الكهربائي المدمج في الوصلة غير المتجانسة أن يفصل مكانيًا أزواج ثقب الإلكترون المولدة ضوئيًا ، مما يقلل بشكل كبير من معدل إعادة التركيب ويزيد من حساسية أجهزة الكشف الضوئية الحساسة للاستقطاب. لذلك ، فإن بناء هياكل غير متجانسة أحادية البلورة من البيروفسكايت الهجين ثنائي الأبعاد متباين الخواص من شأنه أن يحقق أجهزة ذات حساسية استقطاب عالية.

في مقال بحثي جديد نُشر في مجلة National Science Review ومقرها بكين، قام العلماء في معهد فوجيان لأبحاث بنية المادة، التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، بإنشاء بلورة ذات بنية متغايرة ثنائية وثلاثية الأبعاد، تجمع بين البيروفسكايت الهجين ثنائي الأبعاد ونظيره ثلاثي الأبعاد؛ وتحقيق كشف ضوئي حساس للاستقطاب بأداء قياسي. تختلف عن العمل السابق، حيث تعمل الأجهزة المعتمدة على بلورة البنية المتغايرة على الاستفادة من تباين البيروفسكايت ثنائي الأبعاد والمجال الكهربائي المدمج للبنية المتغايرة، مما يسمح بالعرض الأول للكاشف الضوئي الحساس للاستقطاب القائم على البيروفسكايت والذي يعمل دون الحاجة إلى خارجي. إمدادات الطاقة. والجدير بالذكر أن حساسية استقطاب الجهاز تتجاوز جميع الأجهزة المعتمدة على البيروفسكايت المُبلغ عنها؛ ويمكن أن تكون قادرة على المنافسة مع أجهزة الكشف الضوئي التقليدية القائمة على البنية غير العضوية. تكشف المزيد من الدراسات أن المجال الكهربائي المدمج المتكون عند الوصلة غير المتجانسة يمكنه فصل تلك الإكسيتونات المولدة ضوئيًا بكفاءة، مما يقلل من معدل إعادة تركيبها وبالتالي يعزز أداء الكاشف الضوئي الناتج الحساس للاستقطاب.

"تم تحقيق حساسية عالية للاستقطاب بنجاح في كاشف ضوئي حساس للاستقطاب ذاتي الدفع يعتمد على بنية متجانسة أحادية البيروفسكايت هجينة ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد والتي تنمو عبر طريقة حل دقيق" ، كما يدعي المؤلف ، "توسع هذه الدراسة المبتكرة من اختيار المواد التي يمكن استخدامها لأجهزة الكشف الضوئية الحساسة للاستقطاب عالية الأداء ، وبالتالي استراتيجيات التصميم ".

# # #

تلقى هذا البحث تمويلًا من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، وبرنامج البحث الرئيسي لعلوم الحدود التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) ، ومؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة فوجيان ، وبرنامج البحوث ذات الأولوية الاستراتيجية التابع لـ CAS والشباب. تشجيع الابتكار في CAS.

####

حول مطبعة العلوم الصينية
The National Science Review هي أول مجلة علمية شاملة تصدر باللغة الإنجليزية في الصين وتهدف إلى ربط مجتمع العلماء المتطور بسرعة في البلاد بالحدود العالمية للعلوم والتكنولوجيا. تهدف المجلة أيضًا إلى تسليط الضوء على تقدم البحث العلمي في جميع أنحاء الصين.

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
جونهوا لوه

حقوق النشر © Science China Press

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: