Modélisation du courant d’obscurité des détecteurs de rayons X à pérovskite épaisse

La détection par rayons X est largement utilisée dans l’imagerie médicale, la détection de la radioactivité, le contrôle de sécurité, l’inspection des défauts industriels, etc. Ces dernières années, les pérovskites aux halogénures métalliques ont démontré d’excellentes performances dans la détection des rayons X et des rayons gamma. Cependant, la plupart des études se concentrent sur les dispositifs à un seul pixel de pérovskite. Pour atteindre l’objectif d’application des imageurs à rayons X, les détecteurs doivent être intégrés à des circuits de pixels.

Cela signifie que le courant d’obscurité de l’appareil est une figure de mérite importante à prendre en compte. Le faible courant d’obscurité peut garantir la plage de réponse et réduire les fluctuations de bruit. En général, la construction de dispositifs à jonction est efficace pour supprimer le courant d’obscurité. Mais pour les détecteurs de rayons X à pérovskite épaisse, les performances des dispositifs à jonction sont généralement médiocres, en particulier pour les jonctions p-n. Le mécanisme sous-jacent n’est toujours pas clair.

Une équipe de chercheurs, dirigée par le professeur Guangda Niu du Laboratoire national d’optoélectronique de Wuhan, Université des sciences et technologies de Huazhong, Chine, a résumé et construit un modèle de courant d’obscurité pour les détecteurs de rayons X à pérovskite épaisse.

Ils ont évalué quantitativement l’exigence de courant d’obscurité pour les imageurs à rayons X intégrés aux circuits de pixels, qui est aussi faible que le nanoampère par centimètre carré. De plus, comme l’ont révélé l’analyse et la simulation du dispositif semi-conducteur, les principaux composants de courant des détecteurs de rayons X à pérovskite épaisse comprennent deux types, le courant d’émission thermoïonique et le courant de génération-recombinaison.

Ils ont conçu plusieurs groupes d’expériences sur les structures de dispositifs de jonction Schottky et pn, pour montrer que les défaillances généralement observées des jonctions p – n dans les détecteurs épais sont causées par le courant de génération-recombinaison élevé dû à l’inadéquation de l’hétéro-bande et aux défauts d’interface. Les chercheurs pensent que ce travail peut fournir un aperçu approfondi de la conception de détecteurs de pérovskite à haute sensibilité et à faible courant d’obscurité s’appliquant aux imageurs à rayons X.

L’ouvrage a été publié le Frontières de l’optoélectronique.

Fourni par la presse de l’enseignement supérieur