fa بهینه‎ سازی جریان نوری در آشکارساز مادون قرمز مبتنی بر نقاط کوانتومی کلوئیدی HgSe-HgTe عمومى General پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><span style="line-height:2;"><span style="font-family:Tahoma;"><span style="font-size:14px;"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:red">اهداف:</span></span></b></span></span><span lang="AR-SA"> توسعه سریع فوتونیک مادون قرمز، تقاضا برای طراحی آشکارسازهای نوری با کارایی بالا که در این محدوده طیفی کار</span> <span lang="AR-SA">می‌</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">کنند را افزایش داده است. در این میان آشکارساز‌های نوری مبتنی بر نقاط کوانتومی کلوئیدی به&lrm; علت دارا</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">بودن خواص فوق‌العاده از</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">جمله هزینه تولید مقرون&nbsp;</span><span lang="AR-SA">به</span><span lang="FA">&lrm; ص</span><span lang="AR-SA">رفه، قابلیت لایه نشانی بر روی لایه</span><span dir="LTR">&lrm;</span><span lang="AR-SA">های انعطاف</span><span dir="LTR">&lrm;</span><span lang="AR-SA">پذیر و قابلیت تغییر فاصله گاف نواری با تغییر اندازه، توجه گسترده‌ای را در کابردهایی نظیر تشخیص پزشکی غیرتهاجمی و مراقبت‌های بهداشتی به خود جلب کرده‌اند. در این آشکارسازهای مادون قرمز جریان نوری به</span><span dir="LTR">&lrm;</span><span lang="AR-SA">طور مستقیم بر حساسیت و عملکرد افزاره تأثیر گذاشته، لذا افزایش و بهینه‌</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">سازی آن از فاکتورهای مهم در کاربردهای پزشکی و زیستی محسوب می</span><span dir="LTR">&lrm;</span><span lang="AR-SA">شود.</span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:red">مواد و روش</span></span><span dir="LTR"><span style="color:red">&lrm;</span></span></b></span></span><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:red">ها:</span></span></b></span></span> <span lang="AR-SA">در این مطالعه تاثیر تغییرات اندازه قطر و چگالی آلایش لایه</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA"> نقاط کوانتومی کلوئیدی </span><span dir="LTR">HgSe-HgTe</span><span lang="AR-SA"> در لایه فعال در دماهای مختلف برای بهینه‌</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">سازی جریان نوری مورد مطالعه قرار گرفته است. برای دستیابی به مشخصه‌</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">های آشکارسازی بر</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">اساس ساختار نقاط کوانتومی کلوئیدی با حل خودسازگار معادلات شرودینگر و پواسون با روش تفاضل محدود، چگالی الکترون در هر تراز و پروفایل پتانسیل به دست آمده و جریان نوری آشکارساز برای افزاره محاسبه می‌گردد.</span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:red">یافته‌</span></span><span lang="FA"><span style="color:red">&lrm;</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:red">ها:</span></span></b></span></span> <span lang="AR-SA">نتایج نشان می‌دهد که با افزایش چگالی آلایش لایه </span><span dir="LTR">HgSe</span><span lang="AR-SA"> در ابتدا به دلیل افزایش حامل‌ها برای تحریک نوری، چگالی جریان نوری افزایش یافته و پس از رسیدن به نقطه بیشینه با افزایش بازترکیب حامل ها چگالی جریان نوری کاهش می</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">یابد. از</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">سوی د</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">یگر افزایش چگالی آلایش لایه </span><span dir="LTR">HgTe</span><span lang="AR-SA"> می‌تواند منجر</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">به کاهش چگالی جریان نوری گردد. چگالی جریان نوری با افزایش قطر نقاط کوانتومی </span><span dir="LTR">HgSe</span> بدلیل تأثیر متقابل بین محصور شدن کوانتومی، فرار حامل‌ها، و اثرات تونل زنی افزایش یافته و بعد از رسیدن به نقطه بیشینه کاهشی شده و همچنین با افزایش قطر نقاط کوانتومی <span dir="LTR">HgTe</span><span lang="AR-SA"> چگالی جریان نوری آشکارساز کاهش می‌یابد.</span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:red">نتیجه‌</span></span><span lang="FA"><span style="color:red">&lrm;</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:red">گیری</span></span></b></span></span><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span dir="LTR"><span style="color:red">:</span></span></b></span></span> <span lang="AR-SA">به &lrm;طورکلی بهینه‌سازی و افزایش جریان نوری در کاربردهای پزشکی و زیستی آشکارسازهای مادون قرمز موجب بهبود عملکرد، دقت و ارتقا کارایی آشکارسازها</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">شده و با مهندسی ساختار آشکارسازهای نوری مادون قرمز براساس نقاط کوانتومی کلوئیدی می</span><span lang="FA">&lrm;</span><span lang="AR-SA">توان جریان نوری را این آشکارسازها بهینه نمود.</span></span></span><br> &nbsp;</span></span></span></div> <span style="font-size:11pt"><span style="line-height:90%"><span style="font-family:Calibri,sans-serif"><b><i><span style="font-size:10.5pt"><span style="line-height:90%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:red">Objectives</span></span></span></span></i></b><b><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:#c00000">:</span></span></b><b> </b><span new="" roman="" style="font-family:" times="">The rapid development of infrared photonics has increased the demand for the design of high-performance optical photodetectors operating in the IR region. Photodetectors based on colloidal quantum dots, due to their extraordinary properties, such as affordable production costs, the ability to be fabricated on flexible layers, and the size-dependent band gap, have attracted wide attention in applications such as non-invasive medical diagnosis and healthcare. In this photodetector, photocurrent is a crucial factor in the medical and bio applications of photodetectors because they directly impact the device&#39;s sensitivity and performance.</span></span></span></span><br> <span style="font-size:11pt"><span style="line-height:90%"><span style="font-family:Calibri,sans-serif"><b><i><span style="font-size:10.5pt"><span style="line-height:90%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:red">Method & Materials</span></span></span></span></i></b><b><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:#c00000">:</span></span></b><b>&nbsp; </b><span new="" roman="" style="font-family:" times="">In the study, the photocurrent is theoretically optimized and engineered by varying different design parameters such as film doping density and CQD diameter at different temperatures. To calculate the photodetector&#39;s performance parameters, one first needs to numerically solve both the Schr&ouml;dinger and Poisson equations self-consistently by using the finite difference method to obtain the electron concentrations of each level, and the potential profile of a HgSe-HgTe CQDs structure and then photocurrent is calculated for the device.</span><b><span lang="AR-SA" dir="RTL" style="font-family:"B Nazanin""></span></b></span></span></span><br> <span style="font-size:11pt"><span style="line-height:90%"><span style="font-family:Calibri,sans-serif"><b><i><span style="font-size:10.5pt"><span style="line-height:90%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:red">Results:</span></span></span></span></i></b><b> </b><span new="" roman="" style="font-family:" times="">The results show that with increasing the film doping density of HgSe CQDs, the photocurrent initially increases due to more available carriers for photoexcitation, but as the film doping density gets higher, after reaching a peak point, the increase in carrier concentration leads to enhanced recombination, which causes a decrease in the net photocurrent. On the other hand, increasing the film doping density of HgTe CQDs can lead to a decrease in the photocurrent density. The interplay between quantum confinement, carrier escape, and tunneling effects with increasing HgSe CQDs diameter causes the initial increase and after reaching a peak point, a subsequent decrease in the photocurrent of the photodetector. Also, with increasing the HgTe CQDs diameter, the photocurrent density of the photodetector decreases. </span></span></span></span><br> <b><i><span style="font-size:10.5pt"><span style="line-height:115%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:red">Conclusion:</span></span></span></span></i> </b><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:115%"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">In general, optimizing and increasing photocurrent in medical and biological applications of infrared photodetectors improves the performance, accuracy, and efficiency of the devices, and by engineering the structure of infrared photodetectors based on colloidal quantum dots, the photocurrent of these devices can be optimized.</span></span></span> آشکارسازهای نوری, افزاره های بیو - اپتوالکترونیکی, جریان نوری, نقاط کوانتومی کلوئیدی bio-optoelectronic devices, colloidal quantum dot, photocurrent, photodetector 34 42 http://icml.ir/browse.php?a_code=A-10-536-3&slc_lang=fa&sid=1 Mehdi Khodaverdizadeh مهدی خداوردی زاده M.khodaverdi@tabrizu.ac.ir 1050031947532846004340 1050031947532846004340 Yes دانشکده فیزیک، دانشگاه تبریز، تبریز Asghar Asgari اصغر عسگری 1050031947532846004341 1050031947532846004341 No دانشکده فیزیک، دانشگاه تبریز، تبریز