ଉଚ୍ଚ-କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ସ୍ୱୟଂ-ଚାଳିତଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର
ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଏଥିରେ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ହସ୍ତକ୍ଷେପ ବିରୋଧୀ କ୍ଷମତା, ଦୃଢ଼ ଲକ୍ଷ୍ୟ ଚିହ୍ନଟ କ୍ଷମତା, ସବୁପାଗରେ କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ ଭଲ ଲୁଚାଇବା ଭଳି ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ରହିଛି। ଏହା ଔଷଧ, ସାମରିକ, ମହାକାଶ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ ଭଳି କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏକ କ୍ରମଶଃ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରୁଛି। ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ, ସ୍ୱୟଂଚାଳିତଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଚିହ୍ନଟବାହ୍ୟ ଅତିରିକ୍ତ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଯୋଗାଣ ବିନା ସ୍ୱାଧୀନ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିପାରୁଥିବା ଚିପ୍ ଏହାର ଅନନ୍ୟ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା (ଯେପରିକି ଶକ୍ତି ସ୍ୱାଧୀନତା, ଉଚ୍ଚ ସମ୍ବେଦନଶୀଳତା ଏବଂ ସ୍ଥିରତା, ଇତ୍ୟାଦି) ଯୋଗୁଁ ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ଚିହ୍ନଟ କ୍ଷେତ୍ରରେ ବ୍ୟାପକ ଧ୍ୟାନ ଆକର୍ଷଣ କରିଛି। ବିପରୀତରେ, ପାରମ୍ପରିକ ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଚିହ୍ନଟ ଚିପ୍ସ, ଯେପରିକି ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ କିମ୍ବା ନ୍ୟାରୋବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର-ଆଧାରିତ ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ଚିପ୍ସ, ଫଟୋକ୍ୟୁରେଣ୍ଟ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରିବା ପାଇଁ ଫଟୋଜେନେରେଟେଡ୍ ବାହକମାନଙ୍କର ପୃଥକୀକରଣକୁ ଚଳାଇବା ପାଇଁ କେବଳ ଅତିରିକ୍ତ ବାୟାସ୍ ଭୋଲଟେଜ୍ ଆବଶ୍ୟକ କରେ ନାହିଁ, ବରଂ ତାପଜ ଶବ୍ଦ ହ୍ରାସ କରିବା ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଅତିରିକ୍ତ କୁଲିଂ ସିଷ୍ଟମ ମଧ୍ୟ ଆବଶ୍ୟକ କରେ। ତେଣୁ, ଭବିଷ୍ୟତରେ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ଚିହ୍ନଟ ଚିପ୍ସର ନୂତନ ଧାରଣା ଏବଂ ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରିବା କଷ୍ଟକର ହୋଇପଡୁଛି, ଯେପରିକି କମ୍ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର, ଛୋଟ ଆକାର, କମ ମୂଲ୍ୟ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା।
ସମ୍ପ୍ରତି, ଚୀନ୍ ଏବଂ ସ୍ୱିଡେନର ଗବେଷଣା ଦଳଗୁଡ଼ିକ ଗ୍ରାଫିନ୍ ନାନୋରିବନ୍ (GNR) ଫିଲ୍ମ/ଆଲୁମିନା/ସିଙ୍ଗଲ୍ କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ସିଲିକନ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ ଏକ ନୂତନ ପିନ୍ ହେଟେରୋଜଙ୍କସନ୍ ସ୍ୱୟଂ-ଚାଳିତ ସର୍ଟ-ୱେଭ୍ ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ (SWIR) ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଚିହ୍ନଟ ଚିପ୍ ପ୍ରସ୍ତାବ ଦେଇଛନ୍ତି। ହେଟେରୋଜେନିସ୍ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ଏବଂ ବିଲ୍ଟ-ଇନ୍ ବୈଦ୍ୟୁତିକ କ୍ଷେତ୍ର ଦ୍ୱାରା ଟ୍ରିଗର ହୋଇଥିବା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଗେଟିଂ ପ୍ରଭାବର ମିଳିତ ପ୍ରଭାବ ଅଧୀନରେ, ଚିପ୍ ଶୂନ୍ୟ ବାୟାସ୍ ଭୋଲଟେଜରେ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇ ରେସପନ୍ସ ଏବଂ ଚିହ୍ନଟ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଛି। ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଚିହ୍ନଟ ଚିପ୍ ସ୍ୱୟଂ-ଚାଳିତ ମୋଡ୍ରେ 75.3 A/W ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାର, 7.5 × 10¹⁴ ଜୋନ୍ସ ଚିହ୍ନଟ ହାର ଏବଂ 104% ପାଖାପାଖି ଏକ ବାହ୍ୟ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ଦକ୍ଷତା ରହିଛି, ଯାହା ସମାନ ପ୍ରକାରର ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ଚିପ୍ସର ଚିହ୍ନଟ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ରେକର୍ଡ 7 ଅର୍ଡର ପରିମାଣ ଦ୍ୱାରା ଉନ୍ନତ କରିଥାଏ। ଏହା ସହିତ, ପାରମ୍ପରିକ ଡ୍ରାଇଭ୍ ମୋଡ୍ ଅଧୀନରେ, ଚିପ୍ର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାର, ଚିହ୍ନଟ ହାର ଏବଂ ବାହ୍ୟ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ଦକ୍ଷତା ଯଥାକ୍ରମେ 843 A/W, 10¹⁵ ଜୋନ୍ସ ଏବଂ 105% ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଉଚ୍ଚ, ଯାହା ସମସ୍ତ ବର୍ତ୍ତମାନର ଗବେଷଣାରେ ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଥିବା ସର୍ବୋଚ୍ଚ ମୂଲ୍ୟ। ଏହି ସମୟରେ, ଏହି ଗବେଷଣା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଯୋଗାଯୋଗ ଏବଂ ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ଇମେଜିଂ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଚିହ୍ନଟ ଚିପ୍ର ବାସ୍ତବ ପ୍ରୟୋଗକୁ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଥିଲା, ଯାହା ଏହାର ବିଶାଳ ପ୍ରୟୋଗ ସମ୍ଭାବନାକୁ ଉଲ୍ଲେଖ କରିଥିଲା।
ଗ୍ରାଫିନ ନାନୋରିବନ୍ /Al₂O₃/ ସିଙ୍ଗଲ୍ କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ସିଲିକନ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ବ୍ୟବସ୍ଥିତ ଭାବରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ, ଗବେଷକମାନେ ଏହାର ସ୍ଥିର (ବର୍ତ୍ତମାନ-ଭୋଲଟେଜ୍ କର୍ଭ) ଏବଂ ଗତିଶୀଳ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (ବର୍ତ୍ତମାନ-ସମୟ କର୍ଭ) ପରୀକ୍ଷା କରିଥିଲେ। ବିଭିନ୍ନ ବାୟାସ୍ ଭୋଲଟେଜ୍ ଅଧୀନରେ ଗ୍ରାଫିନ ନାନୋରିବନ୍ /Al₂O₃/ ମନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚର ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ବ୍ୟବସ୍ଥିତ ଭାବରେ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରିବା ପାଇଁ, ଗବେଷକମାନେ 0 V, -1 V, -3 V ଏବଂ -5 V ବାଇସେସ୍ ରେ ଡିଭାଇସର ଗତିଶୀଳ କରେଣ୍ଟ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମାପିଥିଲେ, ଯାହାର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପାୱାର ଘନତା 8.15 μW/cm² ଥିଲା। ବିପରୀତ ବାୟାସ୍ ସହିତ ଫଟୋକ୍ୟୁରେଣ୍ଟ୍ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ ଏବଂ ସମସ୍ତ ବାୟାସ୍ ଭୋଲଟେଜ୍ ରେ ଏକ ଦ୍ରୁତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ବେଗ ଦେଖାଏ।
ଶେଷରେ, ଗବେଷକମାନେ ଏକ ଇମେଜିଂ ସିଷ୍ଟମ ତିଆରି କଲେ ଏବଂ ସର୍ଟ-ୱେଭ୍ ଇନଫ୍ରାରେଡର ସ୍ୱୟଂ-ଚାଳିତ ଇମେଜିଂ ସଫଳତାର ସହିତ ହାସଲ କଲେ। ଏହି ସିଷ୍ଟମଟି ଶୂନ୍ୟ ପକ୍ଷପାତିତାରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ଏବଂ ଏଥିରେ କୌଣସି ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର ନାହିଁ। ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ଇମେଜିଂ କ୍ଷମତାକୁ "T" ଅକ୍ଷର ସହିତ ଏକ କଳା ମାସ୍କ ବ୍ୟବହାର କରି ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରାଯାଇଥିଲା (ଯେପରି ଚିତ୍ର 1 ରେ ଦେଖାଯାଇଛି)।
ଶେଷରେ, ଏହି ଗବେଷଣା ସଫଳତାର ସହିତ ଗ୍ରାଫିନ ନାନୋରିବନ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ ସ୍ୱୟଂ-ଚାଳିତ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ନିର୍ମାଣ କରିଛି ଏବଂ ଏକ ରେକର୍ଡ-ଭଙ୍ଗ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାର ହାସଲ କରିଛି। ଏହି ସମୟରେ, ଗବେଷକମାନେ ଏହାର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଯୋଗାଯୋଗ ଏବଂ ଇମେଜିଂ କ୍ଷମତାକୁ ସଫଳତାର ସହିତ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଛନ୍ତିଅତ୍ୟନ୍ତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର। ଏହି ଗବେଷଣା ସଫଳତା କେବଳ ଗ୍ରାଫିନ ନାନୋରିବନ୍ ଏବଂ ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ବିକାଶ ପାଇଁ ଏକ ବ୍ୟବହାରିକ ପଦ୍ଧତି ପ୍ରଦାନ କରେ ନାହିଁ, ବରଂ ସ୍ୱୟଂ-ଚାଳିତ ସର୍ଟ-ୱେଭ୍ ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଭାବରେ ସେମାନଙ୍କର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ପ୍ରଦର୍ଶନ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଏପ୍ରିଲ-୨୮-୨୦୨୫