Un dispositif optoélectronique avec un nouveau comportement de traitement du signal

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 Examen scientifique nationalDong-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’illumination, conduisant à un anti -Matrice de photomémoire diaphonique sans utiliser de sélecteurs.

Les scientifiques ont utilisé une jonction latérale de bisulfure de molybdène (MoS2) n/n− comme canal, du graphène comme électrodes de contact et du nitrure de bore hexagonal (h-BN) comme matériau de couche de photogating pour fabriquer la diode contrôlée par photons, qui est essentiellement un/ n− Jonction MoS2 insérée entre deux jonctions Schottky graphène/MoS2 à la cathode et à l’anode.

Contrôlées par la lumière, les jonctions Schottky suppriment ou autorisent le comportement de redressement de la jonction n/n−, de sorte que le courant de sortie de la diode commandée par photons peut passer de l’état complètement éteint à l’état redressé. Le rapport de rectification clair/obscur peut atteindre plus de 106. En tant que photodétecteur, sa sensibilité dépasse 105 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 réactivité non volatile la plus élevée de 4,8 × 107 A / W et le temps de rétention le plus long de 6,5 × 106 s signalé 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.