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日本科学家开发高敏感度的紫外线监测仪器。

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日本科学家开发高敏感度的紫外线监测仪器。
发表时间:2014-05-20 09:32:18   浏览次数:1560次  
 

  近日,日本石卷专修大学科学家Shinji Nakagomi带领团队研发出一种能够在数毫秒内检测出紫外线是否存在的新型光电二级管。

 此前,老式的紫外线监测装置主要部件为真空管。这种设备虽然价格低,但寿命短、体积大,其逐步被光电二极管所替代。光电二级管监测紫外线的工作原理为:光电二极管内部具有一个名为PN结的结构,这种结构由两块相同的半导体组成,其中一块半导体带有正电荷,另一块带有负电荷。当高能量的光(如紫外线等)照射在PN结上时,电流即在两块半导体中产生,进而反映出高能量光的存在。

 目前已有的普通光电二极管主要由氮化铝或金刚石构成,只能监测到特定频率的紫外线。最新的研究发现,氧化镓材料对所有频率的紫外线均有较强敏感性,这意味理论上通过该材料制作的装置将可以监测所有频率的紫外线。同时,氧化镓材料还对自然光不敏感,使其在监测紫外线时,能够摆脱自然光的干扰。但是,如何研制出带有正电荷的氧化镓,也就是P型氧化镓半导体是一个技术难题。

 为此,日本石卷专修大学科学家Shinji Nakagomi及其团队研究出一种与PN结不同的结构,其被称为“异质结”。这种结构由两块不同半导体组成,其中氧化镓材料作为N型半导体,碳化硅材料作为P型半导体,两者结合工作,避免了带有正电荷的氧化镓难以制作的问题。

 通过实验,此次研发的新型二极管继承了氧化镓材料的优点,具有覆盖所有种类紫外线和对自然光不敏感双重特性。同时,这一新型光电二极管还对紫外线具有高敏感度的优势,其测定紫外线时的反应时间只需数毫秒。

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