Modo Geiger bilateral de avalanches em fotodiodos Schottky de InSe

Fotodiodos avalanche são cruciais em campos emergentes de detecção de sinais de luz fraca. No entanto, a maioria dos fotodiodos avalanche sofre de tensão de ruptura relativamente alta ou ganho relativamente baixo, comprometendo as vantagens da multiplicação de avalanche. Aqui, relatamos a avalanche no modo Geiger bilateral em uma junção Schottky assimétrica de Grafeno/InSe/Cr bidimensional. Um ganho elevado de 6,3 × 107 é obtido a uma baixa tensão de ruptura de até 1,4 V, aproximando-se do limite de limiar de banda do InSe. Além da região de injeção de portadores separada e da região de multiplicação de avalanche, é demonstrado um coeficiente de temperatura positivo da taxa de ionização e um campo elétrico crítico muito baixo (11,5 kV cm-1), levando a um bom desempenho. Essa arquitetura de dispositivo também possibilita baixa corrente escura e potência equivalente de ruído, mostrando capacidade de detecção de sinais de luz fraca até cerca de 35 fótons à temperatura ambiente. Este estudo fornece estratégias alternativas para o desenvolvimento de fotodiodos avalanche de alta eficiência energética e alto ganho.