La avalancha del modo Geiger bilateral en los fotodiodos de InSe Schottky

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de los semiconductores
• Optoelectrónica y sus derivados

Sus antecedentes:

• Los fotodiodos de avalancha (APD) son esenciales para detectar señales de luz débil.
• Los APD existentes a menudo tienen altos voltajes de ruptura o baja ganancia, lo que limita su rendimiento.
• El grafeno y el selenuro de indio (InSe) son materiales 2D prometedores para aplicaciones optoelectrónicas.

Objetivo del estudio:

• Para reportar una nueva avalancha de modo Geiger bilateral en una unión asimétrica de Schottky de grafeno/InSe/Cr.
• Para lograr una alta ganancia y un bajo voltaje de ruptura para mejorar el rendimiento del APD.
• Para demostrar el potencial de detección sensible de señales de luz débil.

Principales métodos:

• Fabricación de una unión de Schottky asimétrica de grafeno/InSe/Cr en dos dimensiones.
• Caracterización de las propiedades eléctricas y optoelectrónicas del dispositivo.
• Análisis de los mecanismos de transporte y de multiplicación de las avalanchas.

Principales resultados:

• Alcanzó una alta ganancia de 6,3 × 10 ^{7 a una tensión de ruptura baja de 1,4 V.}
• Demostró un coeficiente de temperatura positivo de la tasa de ionización y un campo eléctrico crítico bajo (11,5 kV cm ^-1).
• Exhibió una baja potencia de corriente oscura y ruido equivalente, lo que permite la detección de señales tan bajas como ~ 35 fotones a temperatura ambiente.

Conclusiones:

• La unión asimétrica de Schottky Graphene/InSe/Cr facilita una avalancha de modo Geiger bilateral eficiente.
• El dispositivo ofrece una solución prometedora para APDs de alta ganancia y eficiencia energética.
• Este trabajo presenta nuevas estrategias para el desarrollo de tecnologías avanzadas de detección de luz débil.