IIT रुड़की के शोधकर्ता SIS हेटेरोजंक्शन-आधारित NIR फोटोडेटेक्टर्स में अल्ट्राफास्ट फोटोरेस्पॉन्स रिकॉर्ड करने में सक्षम

रुड़की (एएनआई): भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान रुड़की (आईआईटी रुड़की) में प्रोफेसर दविंदर कौर, भौतिकी विभाग, आईआईटी रुड़की के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम, राष्ट्रीय भौतिक प्रयोगशाला, भारत के साथ, दो सेमीकंडक्टर बनाने में सक्षम है- डायरेक्ट करंट (डीसी) मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग तकनीक द्वारा अल्ट्राफास्ट फोटोरेस्पॉन्स के लिए इंसुलेटर-सेमीकंडक्टर (एसआईएस) हेटेरोजंक्शन आधारित नियर-इन्फ्रारेड (एनआईआर) फोटोडेटेक्टर।

डीसी मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग प्रक्रिया में एक निर्वात कक्ष शामिल होता है जिसमें लक्ष्य सब्सट्रेट के समानांतर लक्ष्य सामग्री होती है। निर्वात कक्ष में आर्गन जैसी उच्च शुद्धता वाली अक्रिय गैस होती है जो स्पंदित DC धारा के संपर्क में आने पर आवेशित हो जाती है।

परिणाम प्रदर्शित करते हैं कि एक उत्कृष्ट वाहक परिवहन तंत्र के साथ एसआईएस विषमताएं अगली पीढ़ी के अल्ट्राफास्ट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में संभावित उम्मीदवार हैं। SIS n-MoS2/p-Si और n-MoS2/AlN/p-Si हेटेरोजंक्शन दोनों के लिए प्रतिक्रिया समय दृश्य विकिरणों (532 एनएम) और 0.1245 AW-1 के लिए 0.3378 AW-1 और 1.865 AW-1 पाया जाता है और एनआईआर विकिरणों (1064 एनएम) के लिए क्रमशः 1.4743 एडब्ल्यू-1। फैब्रिकेटेड हेटेरोजंक्शन का प्रतिक्रिया समय (वृद्धि समय और क्षय समय) 47.30 एमएस और 56.58 एमएस से घटकर 3.32 एमएस और 4.73 एमएस हो गया, जिसमें अल्ट्राथिन इंसुलेटिंग एआईएन लेयर (प्लाज्मा एन्हांस्ड लेयर) की प्रविष्टि थी। यह प्रयास एसआईएस हेट्रोस्ट्रक्चर-आधारित अल्ट्राफास्ट-फोटोवोल्टिक उपकरणों के नए युग से पहले का एक कदम है, जिसमें अग्रणी कैरियर-टनलिंग तंत्र है।

कई फोटोडेटेक्टर्स को एक महत्वपूर्ण फोटोरिस्पॉन्स के साथ विकसित किया गया है और सिलिकॉन (Si), गैलियम आर्सेनाइड (GaAs), जिंक ऑक्साइड (ZnO) जैसे अकार्बनिक, कार्बनिक और पेरोसाइट सामग्री का उपयोग किया गया है। इनमें से अधिकांश फोटोडेटेक्टरों की कुछ सीमाएँ हैं, जैसे कि अपेक्षाकृत धीमी या कम पहचान सीमा या जटिल और हानिकारक तकनीकों को निर्माण के लिए नियोजित किया गया है। पिछले दशकों में, द्वि-आयामी (2डी) सामग्री-आधारित फोटोडेटेक्टरों की मांग उनकी कम लागत, लघु आकार, उच्च संवेदनशीलता और पता लगाने के लिए बड़े उपलब्ध सतह क्षेत्र के कारण रही है।

हाल के दिनों में, शोधकर्ताओं को उनकी अल्ट्राफास्ट प्रतिक्रिया, हल्के वजन और लागत-प्रभावशीलता के कारण 2डी सामग्री और Si/GaAs-आधारित हेटेरोजंक्शन उपकरणों में रुचि रही है। इस तरह के हेटरोजंक्शन-आधारित उपकरणों में, 2डी सेमीकंडक्टिंग सामग्री तेजी से वाहक परिवहन के साथ डिवाइस मिनिएचर में मदद करती है और साधारण अर्धचालक घटना प्रकाश के अधिकतम भाग को अवशोषित कर सकते हैं। हालाँकि, MoS2/Si और MoS2/GaAs हाइब्रिड-हेटेरोजंक्शन-आधारित फोटोनिक उपकरणों का निर्माण किया गया था, लेकिन 2D MoS2 पतली फिल्मों के सेमीकंडक्टर-इन्सुलेटर-सेमीकंडक्टर (SIS) विषमताओं का पता नहीं लगाया गया था।

कृष्ण कुमार, भौतिकी विभाग, आईआईटी रुड़की ने प्रकाश डाला, "इन्सुलेटिंग एआईएन परत के सम्मिलन के साथ फोटोडिटेक्शन पैरामीटर जैसे फोटोकरंट, रिस्पॉन्सिविटी और रिस्पांस टाइम में सुधार हुआ है। ये परिणाम प्रदर्शित करते हैं कि हेटरोस्ट्रक्चर अल्ट्राफास्ट फोटोडिटेक्शन एप्लिकेशन के लिए उत्कृष्ट अवसर प्रदान करता है।"

आईआईटी रुड़की के निदेशक प्रोफेसर के के पंत ने कहा, "निकट-अवरक्त फोटोडेटेक्टर खगोल विज्ञान और दूरसंचार से लेकर चिकित्सा विज्ञान तक कई विषयों में एक व्यापक और मौलिक तकनीक है। यह अध्ययन पहनने योग्य, सस्ते और नई मांगों को पूरा करने के लिए कार्यात्मक और विश्वसनीय साबित होता है। लचीले उपकरण।"

एसआईएस हेटरोजंक्शन में अल्ट्राफास्ट फोटोरेस्पॉन्स के महत्व पर टिप्पणी करते हुए आईआईटी रुड़की के भौतिकी विभाग की प्रो. ऑप्टिकल संचार, इमेजिंग, सैन्य संचालन, मैट्रोलोजी, और पारिस्थितिक घटनाओं की निगरानी। इसके अलावा, एसआईएस हेट्रोस्ट्रक्चर-आधारित फोटोडेटेक्टर्स में रेखांकित वर्तमान चालन तंत्र अधिक रोमांचक हो सकता है और भविष्य के फोटोडेटेक्टर अनुप्रयोगों के लिए उन्हें मजबूत बना सकता है। (एएनआई)