آشکار ساز لایه نازک پلاسمونیکی بر پایه InSb با استفاده از ساختار های نیم کروی از جنس CdO:Dy

آشکارساز های مادون قرمز بر پایه InSb برای کاربرد هایی مانند ردگیری موشک و هواپیما، دوربین های دید در شب، تصویر برداری از سلول های سرطانی و ... استفاده می شوند [4-1]. بیشتر بودجه ها در این حوزه، به کاربرد های نظامی اختصاص داده شده است ولی اخیرا کاربرد های صلح آمیز نیز افزایش یافته اند. در این مقاله، یک آشکارساز مادون قرمز فوتوولتاییک لایه نازک به ضخات 200nm از جنس InSb را در نظر گرفته ایم. برای جبران کاهش جذب نور به دلیل کاهش ضخامت، از نانو ساختار های نیم کروی با جنس CdO:Dy استفاده کرده ایم. اخیرا نشان داده شده است که CdO:Dy می تواند خواص پلاسمونیکی بسیار خوبی در محدوده mid-IR از خود به نمایش بگذارد [5]. عملکرد این ماده در بازه طول موجی mid-IR، از نظر تحریکات پلاسمونیکی، قابل مقایسه با رفتار طلا و نقره در محدود طول موجی مریی است. برای شبیه سازی نوری این نانو ذرات، از روش 2D-FDTD استفاده کرده ایم. با تابش یک منبع نوری plane wave، میزان جذب در زیرلایه InSb را با و بدون حضور این نانوذرات به دست آورده و باهم مقایسه کرده ایم. در نهایت، نشان داده ایم که با مهندسی شکل نانو ساختار های نیم کروی می توان میزان جذب نور در این آشکارساز ها را تا 10.2% افزایش داد.

Keywords:

آشکارساز لایه نازک , تابش مادون قرمز , InSb , پلاسمونیک , CdO:Dy