بهینه سازی جریان نوری در آشکارساز مادون قرمز مبتنی بر نقاط کوانتومی کلوئیدی HgSe-HgTe
توسعه سریع فوتونیک مادون قرمز، تقاضا برای طراحی آشکارسازهای نوری با کارایی بالا که در این محدوده طیفی کار می کنند را افزایش داده است. در این میان آشکارساز های نوری مبتنی بر نقاط کوانتومی کلوئیدی به علت دارابودن خواص فوق العاده ازجمله هزینه تولید مقرون به صرفه، قابلیت لایه نشانی بر روی لایه های انعطافپذیر و قابلیت تغییر فاصله گاف نواری با تغییر اندازه، توجه گسترده ای را در کابردهایی نظیر تشخیص پزشکی غیرتهاجمی و مراقبت های بهداشتی به خود جلب کرده اند. در این آشکارسازهای مادون قرمز جریان نوری به طور مستقیم بر حساسیت و عملکرد افزاره تاثیر گذاشته، لذا افزایش و بهینه سازی آن از فاکتورهای مهم در کاربردهای پزشکی و زیستی محسوب میشود.
مواد و روشها:
در این مطالعه تاثیر تغییرات اندازه قطر و چگالی آلایش لایه نقاط کوانتومی کلوئیدی HgSe-HgTe در لایه فعال در دماهای مختلف برای بهینه سازی جریان نوری مورد مطالعه قرار گرفته است. برای دستیابی به مشخصه های آشکارسازی براساس ساختار نقاط کوانتومی کلوئیدی با حل خودسازگار معادلات شرودینگر و پواسون با روش تفاضل محدود، چگالی الکترون در هر تراز و پروفایل پتانسیل به دست آمده و جریان نوری آشکارساز برای افزاره محاسبه می گردد.
یافته ها:
نتایج نشان می دهد که با افزایش چگالی آلایش لایه HgSe در ابتدا به دلیل افزایش حامل ها برای تحریک نوری، چگالی جریان نوری افزایش یافته و پس از رسیدن به نقطه بیشینه با افزایش بازترکیب حامل ها چگالی جریان نوری کاهش مییابد. ازسوی دیگر افزایش چگالی آلایش لایه HgTe می تواند منجربه کاهش چگالی جریان نوری گردد. چگالی جریان نوری با افزایش قطر نقاط کوانتومی HgSe بدلیل تاثیر متقابل بین محصور شدن کوانتومی، فرار حامل ها، و اثرات تونل زنی افزایش یافته و بعد از رسیدن به نقطه بیشینه کاهشی شده و همچنین با افزایش قطر نقاط کوانتومی HgTe چگالی جریان نوری آشکارساز کاهش می یابد.
نتیجه گیری:
به طورکلی بهینه سازی و افزایش جریان نوری در کاربردهای پزشکی و زیستی آشکارسازهای مادون قرمز موجب بهبود عملکرد، دقت و ارتقا کارایی آشکارسازهاشده و با مهندسی ساختار آشکارسازهای نوری مادون قرمز براساس نقاط کوانتومی کلوئیدی میتوان جریان نوری را این آشکارسازها بهینه نمود.
- حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران میشود.
- پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانههای چاپی و دیجیتال را به کاربر نمیدهد.