حال ہی میں ، چین کی یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹکنالوجی ، جانگ جون اور دیگر مشترکہ نانجنگ یونیورسٹی ، لو ہی ، ژانگ رونگ ٹیم الٹرا وایلیٹ بینڈ سنگل فوٹوون لیدر کی سمت میں ، 4H- ساکلیٹ ٹکنالوجی کی بنیاد پر سنگل فوٹن ایوولانچیکل فوٹوڈیوڈ کے ڈیزائن اور تیاری کے ذریعے نئی پیشرفت کی ہے ، جس میں فعال کوئیکنگ ایکٹیویٹری ویلیو فوٹوڈائڈ کی ترقی ، ایکٹو وصولی کی بازیابی کے بارے میں ہے۔ سیمیکمڈکٹر سنگل فوٹوون ڈٹیکٹر ، پہلی بار ڈیٹیکٹر کا استعمال کرتے ہوئے سنگل فوٹوون تفریق جذب اوزون لیدر سسٹم کا ادراک کرنے کے لئے ، اور 1 ~ 3.5 کلومیٹر کی اونچائی کی حد میں اوزون حراستی کی نگرانی کا ادراک کریں۔
یووی سنگل فوٹوون کا پتہ لگانے والی ٹکنالوجی ایپلی کیشن کے منظرناموں میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہے جیسے ماحولیاتی نگرانی ، دم شعلہ کا پتہ لگانے ، الیکٹرک آرک کا پتہ لگانے اور فائر وارننگ۔ فوٹووملٹیپلیر ٹیوبیں یووی بینڈ میں روایتی سنگل فوٹون ڈٹیکٹر آلات ہیں ، لیکن ان میں کم حساسیت ، مختصر زندگی بھر ، مقناطیسی فیلڈ حساسیت وغیرہ کے نقصانات ہیں ، اور سخت ماحول میں طویل عرصے تک مستقل طور پر کام نہیں کرسکتے ہیں (اعلی درجہ حرارت ، کمپن ، مضبوط تابکاری)۔ اس کے برعکس ، وسیع بینڈ سیمیکمڈکٹر 4H-SIC مواد ، جس میں اعلی تھرمل چالکتا ، اعلی تابکاری مزاحمت ، اعلی الیکٹران سنترپتی بڑھنے کی شرح ، اور مستحکم کارکردگی کی خصوصیت ہے ، نئے الٹرا وایلیٹ سیمیکمڈکٹر سنگل فوٹن ڈٹیکٹر کی ترقی میں اہم مادی کارکردگی کے فوائد ہیں۔ تاہم ، ایک طویل عرصے سے ، اس مواد پر مبنی سنگل فوٹوون ڈٹیکٹرز کی کارکردگی کا انڈیکس ناقص ہے ، خاص طور پر پتہ لگانے کی کارکردگی بہت کم ہے اور تاریک گنتی کی شرح بہت زیادہ ہے ، جس کی وجہ سے اس طرح کے واحد فوٹوون ڈیٹیکٹر کی کوئی عملی قدر نہیں ہے۔
حالیہ برسوں میں ، یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹکنالوجی آف چین (یو ایس ٹی سی) اور نانجنگ یونیورسٹی (این یو) کی ایک ٹیم نے الٹرا وایلیٹ سیمیکمڈکٹر سنگل فوٹون ڈٹیکٹرز کے بارے میں مشترکہ تحقیق میں بہت ساری کامیابیوں کا سلسلہ شروع کیا ہے۔ ریڈ آؤٹ سرکٹ ٹکنالوجی ، اور پہلی بار ، عملی قدر کا ایک منیٹورائزڈ 4H-SIC سنگل فوٹون ڈیٹیکٹر پروٹو ٹائپ تیار کیا ، جو پہلی بار پروٹو ٹائپ کے طور پر استعمال ہوتا تھا۔ سنگل فوٹون ڈیٹیکٹر پروٹو ٹائپ جس کی کھوج کی کارکردگی 10.3 ٪ اور 266 این ایم بینڈ میں 133 کے سی پی ایس کی تاریک گنتی کی شرح ہے [Rev. سائنس انسٹرم 94 ، 033101 (2023)]۔ اس کے بعد سے ، تحقیقی ٹیم نے الٹرا وایلیٹ (یووی) بینڈ میں پہلا سنگل پکسل سنگل فوٹوون امیجنگ تجربہ ظاہر کرنے کے لئے ڈیٹیکٹر کا استعمال کیا ہے ، جس میں 192 × 192 پکسلز کی امیجنگ ریزولوشن اور 4 ایف پی ایس کی ایک فریم ریٹ کے ساتھ سنگل فوٹوون امیجنگ حاصل کی گئی ہے۔
انجیر۔ 1. (b) فعال بجھانے والی فعال بحالی ریڈ آؤٹ سرکٹ
اس بنیاد پر ، تحقیقی ٹیم نے 4H-SIC سنگل فوٹوون ڈٹیکٹروں کے پرفارمنس انڈیکس پر کام جاری رکھا ہے۔ ایک طرف ، آلے کی واحد فوٹوون کا پتہ لگانے کی کارکردگی کو 4H-SIC سنگل فوٹوون برفانی تودے کے ڈھانچے اور عمل کو تکراری طور پر بہتر بنانے کے ذریعہ بہتر بنایا گیا ہے۔ دوسری طرف ، 4H-SIC سنگل فوٹوون برفانی تودے والے فوٹوڈیوڈ ڈیوائس کے لئے ایک نئی قسم کی فعال کوئینچنگ ایکٹو-ریکوری ریڈ آؤٹ سرکٹ تیار کیا گیا ہے ، جس نے ڈٹیکٹر بیک پلسنگ کے امکان کو مؤثر طریقے سے دبا دیا ہے اور اسی وقت سنترپتی گنتی کی شرح میں نمایاں بہتری لائی ہے۔ خصوصیت کے بعد ، نئے ڈیٹیکٹر کی کھوج کی کارکردگی 266NM بینڈ میں 16.6 فیصد ہے ، جو 138KCPs کی تاریک گنتی کی شرح ، پلس کے بعد کے نبض 2.7 ٪ ، اور 13 ایم سی پی ایس کی سنترپتی گنتی کی شرح ہے ، جو بنیادی طور پر یووی فوٹن ڈٹیکٹر کی کارکردگی کی ضروریات کو پورا کرتی ہے جو یووی فوٹن لیڈر ایپلی کیشنز کے لئے ہے۔
تحقیقی ٹیم نے پہلی بار ایک فوٹون تفریق جذب اوزون لیدر سسٹم میں ڈیٹیکٹر کا استعمال کیا تاکہ متعلقہ ایپلی کیشنز کو انجام دینے کے لئے ، لیدر سسٹم 289nm اور 316nm پلس لیزر عمودی اخراج کو ایک ہی وقت میں لے جائے گا ، جس کی وجہ سے دو لیسر کی وجہ سے دو لازمی طور پر دو واقفیت کی وجہ سے دو واقفیت کی وجہ سے ، دو واقفیت کی وجہ سے دو لیزر ایکو سگنل کی توجہ کی شرح کے موازنہ کے ذریعے مختلف بلندیوں پر اوزون کے ماحولیاتی حراستی کو الٹا انجام دیا جاسکتا ہے۔ اعداد و شمار کا موازنہ کرنے کے لئے ، ایکو سگنلز کو دو راستوں میں تقسیم کیا گیا تھا اور روایتی فوٹووملٹیپلیر ٹیوب اور نئے 4H-SIC سنگل فوٹوون ڈیٹیکٹر کے ساتھ بالترتیب پتہ چلا اور الٹا کیا گیا تھا ، اور تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ اوزون حراستی کی تقسیم 1 ~ 3.5 کلومیٹر کی حد میں ہوتی ہے جس میں دو ڈٹیکٹرز کا استعمال کرتے ہیں۔ مذکورہ بالا کام یووی بینڈ میں سنگل فوٹوون لیدر کے لئے ایک اعلی کارکردگی اور انتہائی ماحولیاتی طور پر روادار عملی حل فراہم کرتا ہے۔
انجیر۔ 2۔ سنگل فوٹوون تفریق جذب اوزون لیدر سسٹم۔ (a) اسکیمیٹک آریھ ؛ (b) اوزون حراستی کا مستقل مشاہدہ
