2 डी / 3 डी perovskite heterostructure क्रिस्टल का उपयोग ध्रुवीकरण के प्रति संवेदनशील photodetection

नैनो प्रौद्योगिकीसमय टिकट: 10 मई, 2021 10:39 पूर्वाह्न

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(ए) ध्रुवीकृत प्रकाश डिटेक्टर की योजनाबद्ध संरचना। (बी) इंटरफ़ेस के समानांतर और लंबवत फोटोकंडक्टिविटी। (सी) फोटोकंडक्टिविटी अनिसोट्रॉपी बनाम उत्तेजना शक्ति। (डी) शून्य पूर्वाग्रह के तहत 405 एनएम पर मापा गया ध्रुवीकरण कोण के एक फ़ंक्शन के रूप में कोण-समाधान फोटोवर्तमान। (ई) कुछ रिपोर्ट किए गए ध्रुवीकृत प्रकाश डिटेक्टरों के प्रायोगिक ध्रुवीकरण अनुपात। (एफ) वर्तमान उपकरण के कोण-निर्भर फोटोवर्तमान को विभिन्न तापमान पर मापा जाता है। श्रेय @साइंस चाइना प्रेस

सार:
अनारोट्रोपिक सेमीकंडक्टर्स पर आधारित ध्रुवीकरण के प्रति संवेदनशील फोटोडेटेक्टर्स ने विशेष अनुप्रयोगों, जैसे कि खगोल विज्ञान, रिमोट सेंसिंग, और ध्रुवीकरण-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग में व्यापक फायदे प्रदर्शित किए हैं। ध्रुवीकरण के प्रति संवेदनशील फोटोडेटेक्टर्स की सक्रिय परत के लिए, हालिया शोध दो-आयामी (2 डी) कार्बनिक-अकार्बनिक हाइब्रिड पेरोविसाइट्स पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जहां अकार्बनिक स्लैब और कार्बनिक स्पेसर वैकल्पिक रूप से समानांतर स्तरित संरचनाओं में व्यवस्थित होते हैं। अकार्बनिक 2 डी सामग्रियों की तुलना में, महत्वपूर्ण रूप से, हाइब्रिड पेरोसाइट्स की समाधान पहुंच कम लागत पर अपने बड़े क्रिस्टल को प्राप्त करना संभव बनाती है, ध्रुवीकरण के प्रति संवेदनशील फोटोडेटेक्शन के लिए क्रिस्टल आउट-ऑफ-प्लेन अनिसोट्रॉफी को शामिल करने के लिए रोमांचक अवसर प्रदान करता है। हालांकि, सामग्री संरचना के अवशोषण एनिसोट्रॉपी द्वारा सीमित, इस तरह के डिवाइस की ध्रुवीकरण संवेदनशीलता कम रहती है। इस प्रकार, ध्रुवीकरण के प्रति संवेदनशील फोटोडेटेक्शन के लिए बड़ी अनिसोट्रॉपी के साथ 2 डी हाइब्रिड पेर्कोवेट्स डिजाइन करने की एक नई रणनीति की तत्काल आवश्यकता है।

2 डी / 3 डी perovskite heterostructure क्रिस्टल का उपयोग ध्रुवीकरण के प्रति संवेदनशील photodetection

बीजिंग, चीन | 4 मई, 2021 को पोस्ट किया गया

Heterostructures इस चुनौती को संबोधित करने के लिए एक सुराग प्रदान करते हैं। एक ओर, हेट्रोस्ट्रक्चर के निर्माण से समग्र के ऑप्टिकल अवशोषण और मुक्त वाहक घनत्व में सुधार हो सकता है। दूसरी ओर, हेट्रोजनेशन पर निर्मित विद्युत क्षेत्र, स्थानिक रूप से फोटोजेनरेटेड इलेक्ट्रान-होल जोड़े को अलग कर सकता है, पुनर्संयोजन दर को काफी कम कर सकता है और ध्रुवीकरण-संवेदनशील फोटोडेटेक्टर्स के लिए संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है। इसलिए, अनिसोट्रोपिक 2 डी हाइब्रिड पेरोविसाइट्स के एकल-क्रिस्टलीय हेट्रोस्ट्रॉक्चर के निर्माण से उच्च ध्रुवीय संवेदनशीलता वाले उपकरणों का एहसास होगा।

बीजिंग स्थित नेशनल साइंस रिव्यू में प्रकाशित एक नए शोध लेख में, फ़ुज़ियान इंस्टीट्यूट ऑफ रिसर्च ऑन द स्ट्रक्चर ऑफ मैटर, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के वैज्ञानिकों ने 2डी हाइब्रिड पेरोव्स्काइट को उसके 3डी समकक्ष के साथ मिलाकर एक 2डी/3डी हेटरोस्ट्रक्चर क्रिस्टल बनाया है; और रिकॉर्ड-उच्च प्रदर्शन के साथ ध्रुवीकरण-संवेदनशील फोटोडिटेक्शन प्राप्त करें। पिछले काम से अलग, हेटरोस्ट्रक्चर क्रिस्टल पर आधारित उपकरण जानबूझकर 2डी पेरोव्स्काइट की अनिसोट्रॉपी और हेटरोस्ट्रक्चर के अंतर्निहित विद्युत क्षेत्र का लाभ उठाते हैं, जिससे पेरोव्स्काइट हेटरोस्ट्रक्चर-आधारित ध्रुवीकरण-संवेदनशील फोटोडिटेक्टर के पहले प्रदर्शन की अनुमति मिलती है जो बाहरी की आवश्यकता के बिना संचालित होता है। ऊर्जा आपूर्ति। विशेष रूप से, डिवाइस की ध्रुवीकरण संवेदनशीलता रिपोर्ट किए गए सभी पेरोव्स्काइट-आधारित उपकरणों से अधिक है; और पारंपरिक अकार्बनिक हेटरोस्ट्रक्चर-आधारित फोटोडिटेक्टरों के साथ प्रतिस्पर्धी हो सकता है। आगे के अध्ययनों से पता चलता है कि हेटेरोजंक्शन पर निर्मित अंतर्निहित विद्युत क्षेत्र उन फोटोजेनरेटेड एक्सिटॉन को कुशलतापूर्वक अलग कर सकता है, जिससे उनकी पुनर्संयोजन दर कम हो जाती है और परिणामस्वरूप ध्रुवीकरण-संवेदनशील फोटोडिटेक्टर के प्रदर्शन में वृद्धि होती है।

"उच्च ध्रुवीकरण संवेदनशीलता सफलतापूर्वक एक एकल-क्रिस्टलीय 2D / 3D हाइब्रिड पेर्वोसाइट हेट्रोस्ट्रक्चर पर आधारित स्व-चालित ध्रुवीकरण-संवेदनशील फोटोडेटेक्टर में सफलतापूर्वक प्राप्त की जाती है, जो एक नाजुक समाधान विधि के माध्यम से उगाया जाता है," लेखक का दावा है, "अभिनव अध्ययन सामग्री की पसंद को व्यापक बनाता है। इसका उपयोग उच्च-प्रदर्शन ध्रुवीकरण के प्रति संवेदनशील फोटोडेटेक्टरों, और तदनुसार, डिजाइन रणनीतियों के लिए किया जा सकता है। ”

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इस शोध को नेशनल नैचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना, चीनी एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस) के प्रमुख अनुसंधान कार्यक्रम, फ़ुज़ियान प्रांत के नेचुरल साइंस फाउंडेशन, कैस और युवा के रणनीतिक प्राथमिकता अनुसंधान कार्यक्रम से धन प्राप्त हुआ। कैस का इनोवेशन प्रमोशन।

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