เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมงานด้านเทคโนโลยีและวิศวกรรมศาสตร์ของคณะวิชาเทคโนโลยีเซี่ยงไฮ้และศูนย์วิจัยวิศวกรรมเซี่ยงไฮ้ของวัสดุขั้นสูงสำหรับการตรวจการตรวจสอบด้วยความร่วมมือกับสถาบันการศึกษาระดับสูงของสถาบันวิทยาศาสตร์ (2D) วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการรับรู้การเติบโตของ epitaxial ที่มุ่งเน้นอย่างมากของวัสดุผลึกเดี่ยวเซมิคอนดักเตอร์ 2D บนพื้นผิว C-plane Sapphire โดยใช้กลยุทธ์ "in-plane Adaptive heteroepitaxy" โดยการหมุนการวางแนวคริสตัล 30 องศาวิธีนี้จะควบคุมความเค้นแรงกดและแรงดึงได้อย่างมีประสิทธิภาพทำให้การทนต่อความเครียดและการสร้างความเครียดแบบอินเทอร์เซียลที่ควบคุมได้ระหว่างผลึกเดี่ยว heteroepitaxial ที่มีค่าคงที่ของตาข่ายที่แตกต่างกันและพื้นผิวแซฟไฟร์ ที่สำคัญกว่านั้นคือเครื่องตรวจจับแสงตามวัสดุ heteroepitaxial เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการตรวจจับแสงที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่ไม่ใช่ epitaxial การค้นพบที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ออนไลน์ในวารสารวัสดุชั้นนำระดับสูงภายใต้ชื่อ "in-plane apptive heteroepitaxy ของ 2D Cesium Bismuth Halides ด้วย bandgaps วิศวกรรมบน C-saphire"
วัสดุ heteroepitaxial เป็นหนึ่งในวัสดุหลักสำหรับเครื่องตรวจจับแสงเซมิคอนดักเตอร์ อย่างไรก็ตามเนื่องจากข้อ จำกัด การจับคู่ขัดแตะ heteroepitaxy ของวัสดุเหล่านี้บนพื้นผิวเดียวมักจะเผชิญกับความเครียดของขัดแตะสูงนำไปสู่คุณภาพส่วนต่อประสานที่เสื่อมโทรมเพิ่มข้อบกพร่องของคริสตัลและคอขวดทางเทคนิคจำนวนมาก นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายสูงของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และเทคโนโลยีการประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์ที่ซับซ้อน จำกัด การใช้งานที่แพร่หลาย
ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเครื่องตรวจจับแสงที่สร้างขึ้นจากผลึกเดี่ยว heteroepitaxial ที่ปลูกบนพื้นผิว C-plane Sapphire แสดงเวลาตอบสนองที่ 367.8 μsซึ่งเป็นตัวตรวจจับ 3.7 × 1012โจนส์และช่วงไดนามิกเชิงเส้น (LDR) สูงถึง 113 เดซิเบลภายใต้การส่องสว่างด้วยเลเซอร์ 450 นาโนเมตรซึ่งเหนือกว่าอุปกรณ์พื้นผิวแก้วแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ PhotoDetector ยังคงความเสถียรผ่านรอบการสลับหลายครั้งและการทดสอบระยะยาวแสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานที่ยอดเยี่ยมและอายุการใช้งานของอุปกรณ์ที่ยาวนาน งานนี้ให้วิธีการทดลองใหม่และการสนับสนุนเชิงทฤษฎีสำหรับการเติบโตแบบ heteroepitaxial ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ใหม่และการใช้งานอุปกรณ์ของพวกเขา