Een fotodetector is een soort opto-elektronisch apparaat dat optische signalen kan detecteren en omzetten in elektrische signalen. Deze apparaten omvatten fotodiodes, fototransistoren en fotogeleiders.

Hoewel er veel soorten fotodetectoren zijn met verschillende mechanismen en structuren, kan het representatieve gedrag, afhankelijk van hun elektrische uitgangskarakteristieken voor en na belichting, worden samengevat als een beperkt aantal:de uitgangsstroom van een fotodiode verandert van een gelijkgerichte naar een volledig brandende staat na verlichting, terwijl de uitgangsstroom van een fotogeleider of een fototransistor verandert van een volledig uit naar een volledig aan.

Vanuit het perspectief van het signaalveranderingsgedrag zou er een nieuw apparaat moeten zijn dat de uitgangsstroom verandert van volledig uit naar gelijkgerichte toestand, en dat een sleutelrol kan spelen in toekomstige opto-elektronische systemen, zoals optische logica, zeer nauwkeurige beeldvorming en informatie verwerken. Door licht gestuurde rectificatie kan bijvoorbeeld het overspraakprobleem van fotodetectorarrays voorkomen zonder gebruik te maken van selectors, waardoor de integratie van de array verder kan worden verbeterd.

Onlangs, in een paper gepubliceerd in National Science Review , Dong-Ming Sun Group van het Institute of Metal Research, Chinese Academie van Wetenschappen stelt een nieuw apparaat voor, een fotongestuurde diode genaamd, die de uitgangsstroom kan veranderen van een volledig uitgeschakelde toestand naar een gelijkgerichte toestand na verlichting, wat leidt tot een anti- -crosstalk-fotogeheugenarray zonder selectors te gebruiken.

De wetenschappers gebruikten een laterale n/n ⁻ molybdeendisulfide (MoS₂ ) junctie als een kanaal, grafeen als contactelektroden en hexagonaal boornitride (h-BN) als een fotogerende laagmateriaal om de fotongestuurde diode te fabriceren, die in wezen een n/n ⁻ is MoS₂ kruising ingevoegd tussen twee grafeen/MoS₂ Schottky-overgangen bij de kathode en de anode.

Gecontroleerd door licht, onderdrukken of laten de Schottky-overgangen het rectificatiegedrag van de n/n ⁻ toe junction, zodat de uitgangsstroom van de fotongestuurde diode kan veranderen van volledig uit naar gelijkgerichte toestand. De licht-naar-donker rectificatieverhouding kan oplopen tot meer dan 10 ⁶ . Als fotodetector overschrijdt zijn responsiviteit 10 ⁵ A/W, terwijl door de dikte van de fotogatlaag te vergroten, het gedrag van het apparaat verandert in een multifunctioneel fotogeheugen met de hoogste niet-vluchtige responsiviteit van 4,8×10 ⁷ A/W en de langste bewaartijd van 6,5 × 10 ⁶ tot nu toe gemeld.

Met behulp van de fotongestuurde diodes als pixeleenheden, wordt een 3×3 fotogeheugenarray gefabriceerd zonder gebruik te maken van selectors, die geen overspraak vertonen, evenals functies van golflengte en vermogensdichtheidselectiviteit. Dit werk effent de weg voor de ontwikkeling van toekomstige high-integratie, low-power en intelligente opto-elektronische systemen. + Verder verkennen

Grafeen lading-injectie fotodetectoren met een bredere detectiebandbreedte