Brathadóir fótachódair infridhearg féin-tiomáinte ardfheidhmíochta

Féin-tiomáinte ardfheidhmíochtabrathadóir fótachódair infridhearg

infridheargbrathadóir fótachódóraTá tréithe aige maidir le cumas láidir frith-chur isteach, cumas láidir aitheantais sprice, oibriú uile-aimsire agus dea-cheilt. Tá ról níos tábhachtaí aige i réimsí ar nós an leighis, an mhíleata, teicneolaíocht spáis agus innealtóireacht chomhshaoil. Ina measc, tá an féin-tiomáintbraiteadh fótaileictreachTá aird mhór tarraingthe ag sliseanna ar féidir leo feidhmiú go neamhspleách gan soláthar cumhachta seachtrach breise i réimse an bhrath infridhearg mar gheall ar a fheidhmíocht uathúil (amhail neamhspleáchas fuinnimh, íogaireacht agus cobhsaíocht ard, etc.). I gcodarsnacht leis sin, ní hamháin go n-éilíonn sliseanna braite fótaileictreacha traidisiúnta, amhail sliseanna infridhearg bunaithe ar shiliceán nó ar leathsheoltóirí atá bunaithe ar bhanda caol, voltais chlaonta breise chun scaradh iompróirí fótaghinte a thiomáint chun fótashruthanna a tháirgeadh, ach teastaíonn córais fuaraithe breise uathu freisin chun torann teirmeach a laghdú agus freagrúlacht a fheabhsú. Dá bhrí sin, tá sé deacair freastal ar choincheapa agus ar riachtanais nua an chéad ghlúin eile de sliseanna braite infridhearg sa todhchaí, amhail tomhaltas ísealchumhachta, méid beag, costas íseal agus ardfheidhmíocht.

Le déanaí, mhol foirne taighde ón tSín agus ón tSualainn sliseán braite fótaileictreach féintiomáinte gearrthonnta infridhearg (SWIR) nua-aimseartha heitreachomhpháirt bioráin bunaithe ar scannáin naniribín graiféine (GNR)/alúmana/sileacan criostail aonair. Faoi éifeacht chomhcheangailte na héifeachta geataíochta optúla a spreag an comhéadan héagsúil agus an réimse leictreach ionsuite, léirigh an tslis feidhmíocht freagartha agus braite thar a bheith ard ag voltas claonta nialasach. Tá ráta freagartha chomh hard le 75.3 A/W ag an tslis braite fótaileictreach i mód féintiomáinte, ráta braite de 7.5 × 10¹⁴ Jones, agus éifeachtúlacht chandamach sheachtrach gar do 104%, rud a fheabhsaíonn feidhmíocht braite an chineáil chéanna sceallóga bunaithe ar sileacan faoi 7 n-ord méide, rud nach bhfuil níos mó ná 10% ann. Ina theannta sin, faoin modh tiomána traidisiúnta, tá ráta freagartha, ráta braite, agus éifeachtúlacht chandamach sheachtrach na slise chomh hard le 843 A/W, 10¹⁵ Jones, agus 105% faoi seach, agus is iad sin na luachanna is airde a tuairiscíodh sa taighde reatha. Idir an dá linn, léirigh an taighde seo freisin cur i bhfeidhm an tslis braite fótaileictrigh sa saol réadúil i réimsí na cumarsáide optúla agus na híomháithe infridhearg, rud a aibhsíonn a acmhainneacht ollmhór maidir le cur i bhfeidhm.

Chun feidhmíocht fhótaileictreach an fhótabhrathadóra bunaithe ar naniribíní graiféine /Al₂O₃/ sileacan criostail aonair a staidéar go córasach, rinne na taighdeoirí tástáil ar a fhreagairtí tréith statach (cuar reatha-voltais) agus dinimiciúla (cuar reatha-ama). Chun tréithe freagartha optúla an fhótabhrathadóra heitreostruchtúir naniribíní graiféine /Al₂O₃/ sileacan monachriostalach a mheas go córasach faoi voltais chlaonta éagsúla, thomhais na taighdeoirí freagairt reatha dinimiciúil an fheiste ag claontaí 0 V, -1 V, -3 V agus -5 V, le dlús cumhachta optúil de 8.15 μW/cm². Méadaíonn an fótachruth leis an gclaonadh droim ar ais agus taispeánann sé luas freagartha tapa ag gach voltas claonta.

Ar deireadh, chruthaigh na taighdeoirí córas íomháithe agus d’éirigh leo íomháú féinchumhachtaithe infridhearg gearrthonnta a bhaint amach. Oibríonn an córas faoi chlaontacht nialasach agus níl aon ídiú fuinnimh ann ar chor ar bith. Rinneadh meastóireacht ar chumas íomháithe an fhóta-bhrathadóir ag baint úsáide as masc dubh leis an patrún “T” (mar a thaispeántar i bhFíor 1).

Mar fhocal scoir, d’éirigh leis an taighde seo brathadóirí fótachódóra féinchumhachtaithe a mhonarú bunaithe ar ribíní nana graiféine agus bhain sé ráta freagartha ard taifead amach. Idir an dá linn, léirigh na taighdeoirí go rathúil cumais chumarsáide optúla agus íomháithe an bhraiteoir seo.brathadóir fótachódóra an-fhreagrachNí hamháin go soláthraíonn an éacht taighde seo cur chuige praiticiúil chun nana-ribíní graiféine agus gléasanna optoelectronic bunaithe ar sileacan a fhorbairt, ach léiríonn sé freisin a bhfeidhmíocht den scoth mar bhrathadóirí fóta-infridhearg gearrthonnta féinchumhachtaithe.