Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2022-11-27 | 29 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Принцип работы 2D/3D матричного широкополосного фотоприёмника (ШПФП) основан на использовании радиотехнического выпрямления электромагнитных колебаний оптического диапазона (УФ, видимый, ИК) с помощью нелинейных устройств – 2 D градиентных концентраторов (2D ГК) [92—97].
2D ГК в рассматриваемом случае – это планарная пара электродов на диэлектрической подложке. Электроды, выполненные в виде пары остриё-антиостриё, разделены туннельно-прозрачным зазором (1 нм и меньше) и образуют двухполюсник.
Концентрация напряженности электрического поля (теоретически до бесконечности) у конца проводящего острия и спад напряженности (теоретически до нуля) в вершине внутреннего угла антиострия создаёт условия, способствующие выходу электронов с острия и их входу в антиостриё (рис.40), обеспечивая характерную для туннельных диодов униполярную проводимость.
Для ШПФП на базе 2D ГК не существует проблемы рассасывания носителей, как для полупроводниковых структур. Поэтому можно обеспечить высокое быстродействие – до 1016 Гц, кроме того, не требуется охлаждение для приёма оптического излучения, в том числе, ИК-диапазона.
Рис.40.1. Более острая топология 2D ГК – 2D виртуальный цифровой шаблон для нанолитографии. | Рис.40.2. Менее острая топология 2D ГК – 2D виртуальный цифровой шаблон для нанолитографии. |
Вероятно, при использовании в качестве фотоприёмника наноструктур на основе 2D ГК возможно получение нескольких электронов на тепловую энергию (через фононы) одного поглощённого фотона, кванта излучения, переносимого электромагнитной волной (ЭМВ), а не одной первичной электронно-дырочной пары на фотон, как это происходит в полупроводниковых фотоприёмниках на базе обратносмещённого p-n-перехода. За исключением p-i-n структур с лавинно-пролётным усилением при значительном обратном смещении, разумеется. Благодаря использованию этих свойств радиотехнического преобразования энергии ЭМВ оптического диапазона, можно достичь более высокого КПД преобразования энергии оптического излучения в энергию детектированного электрического сигнала.
|
На рис.41 представлен вибратор Герца для радиодиапазона, на рис.42 – полный аналог вибратора Герца – фотоприёмный элемент в виде оптического вибратора для оптического диапазона (УФ, видимый, ИК) для однополупериодного выпрямления, на рис.42.2 фотоприёмный элемент в виде оптического вибратора для двуполупериодного выпрямления. На рис.43 и рис.44 представлены 2D топологии фотоприёмных элементов для широкополосного и сверхширокополосного приёма оптического излучения.
Рис.40.3. 2D виртуальный цифровой шаблон для формирования 2D матрицы 2D ГК.
Рис.41. Вибратор Герца [92—97]. | Рис.42.1. Оптический вибратор [92—97]. |
Рис.42.2. Фотоприёмный элемент в виде оптического вибратора для двуполупериодного выпрямления индуцированного электрического тока [92—97]. | Рис.42.3. Антенна типа «волновой канал» [92—97]. |
На основе 2D ГК возможна разработка энергетических систем по типу солнечных батарей (СБ), но с расчётным КПД в два—три раза большим:
· современные a-Si СБ: ηaSi≈8%;
· современные каскадные СБ на гетероструктурах AlGaAs/GaAs: ηAlGaAs/GaAs≈15—35%%;
· перспективные СБ на основе 2D/3D матриц наноразмерных широкополосных оптических вибраторов на базе 2D ГК: η2DГК≈40—60%%.
Большой КПД η2DГК≈40—60%% для СБ на основе 2D/3D матриц наноразмерных широкополосных оптических вибраторов на базе 2D ГК определяется отсутствием фундаментальных факторов, которые ограничивают КПД традиционных полупроводниковых СБ.
Рис.43. 2D матрица широкополосного фотоприёмного устройства [92—97].
Рис.44. 2D матрица сверхширокополосного фотоприёмного устройства [92—97].
|
На основе 2D ГК возможна разработка энергетических систем по типу и на основе высокоэффективных термопреобразователей: градиент температур – десятые доли единиц градусов (0К или 0С). Такие характеристики недоступны для известных термопреобразователей на основе элементов Пельтье.
Преобразование энергии в туннельных ШПФП происходит не вследствие поглощения фотона и генерации электронно-дырочной пары, а в результате нелинейного преобразования электромагнитных волн в туннельном диоде, выполняющем функции ШПФП. Поэтому отпадает необходимость применения полупроводниковых структур, в том числе узкозонных, типа InSb. В результате исключается комплекс технологических и приборных проблем, связанных с созданием фотоприёмных приборов на основе узкозонных полупроводниковых материалов и, что особенно важно, необходимостью их глубокого охлаждения.
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!