पीजोफोटोट्रॉनिक्स

दाब- प्रकाशानुवर्ती प्रभाव गैर-केंद्रीय सममित अर्धचालक पदार्थो में दाबविद्युत, अर्धचालक और फोटोनिक गुणों का एक तीन-तरफा युग्मन प्रभाव है। ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे फोटोडिटेक्टर, सौर सेल और प्रकाश उत्सर्जक डायोड के प्रदर्शन में सुधार के लिए धातु-अर्धचालक संयोजन या p–n संयोजन पर वाहक उत्पादन, परिवहन, पृथक्करण या पुनर्संयोजन को नियंत्रित करके दाबविद्युत के साथ अर्धचालक पर तनाव लगाने के लिए दाबविद्युत क्षमता (दाब क्षमता) का उपयोग किया जाता है। जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में प्रोफेसर झोंग लिन वांग ने 2010 में इस आशय के मूल सिद्धांत का प्रस्ताव रखा था।

प्रणाली
जब एक p-प्रकार अर्धचालक और एक n-प्रकार अर्धचालक एक संयोजन बनाते हैं, तो p-प्रकार पक्ष में छिद्र और n-प्रकार पक्ष में विद्युदअणु स्थानीय विद्युत क्षेत्र को संतुलित करने के लिए संयोजन क्षेत्र के चारों ओर पुनर्वितरित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रिक्तिकरण परत होती है। संयोजन क्षेत्र में अणुओं और छिद्रों का प्रसार और पुनर्संयोजन उपकरण के ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणों से निकटता से संबंधित है, जो स्थानीय विद्युत क्षेत्र वितरण से बहुत प्रभावित होता है। संयोजन पर दाब-संरक्षण का अस्तित्व तीन प्रभावों का परिचय देता है: स्थानीय क्षमता के कारण स्थानीय विद्युतीय बैंड संरचना में बदलाव, दाबविद्युत अर्धचालक में उपलब्ध ध्रुवीकरण के लिए संयोजन क्षेत्र पर विद्युतीय बैंड संरचना का झुकाव, और स्थानीय दाब-संरक्षण को संतुलित करने के लिए स्थानीय संरक्षण वाहक के पुनर्वितरण के कारण संरक्षण रिक्तिकरण परत में बदलाव। संयोजन पर धनात्मक दाबविद्युत संरक्षण ऊर्जा बैंड को कम करते हैं और ऋणात्मक दाबविद्युत संरक्षण संयोजन क्षेत्र के पास n-प्रकार अर्धचालक क्षेत्र में ऊर्जा बैंड को बढ़ाते हैं। दाबक्षमता द्वारा स्थानीय बैंड में संशोधन संरक्षण फंसाने के लिए प्रभावी हो सकता है ताकि विद्युदअणु-छिद्र पुनर्संयोजन दर को काफी हद तक बढ़ाया जा सके, जो प्रकाश उत्सर्जक डायोड की दक्षता में सुधार के लिए बहुत फायदेमंद है। इसके अलावा, झुका हुआ बैंड संयोजन की ओर जाने वाले वाहकों की गतिशीलता को बदल देता है। दाब-फोटोट्रॉनिक्स के लिए सामग्री में तीन बुनियादी गुण होने चाहिए: दाबइलेक्ट्रिसिटी, अर्धचालक संपत्ति, और फोटॉन उत्तेजना संपत्ति [5]। विशिष्ट सामग्रियां वर्टज़ाइट संरचनाएं हैं, जैसे ZnO, GaN और InN। दाबइलेक्ट्रिसिटी, फोटोएक्सिटेशन और अर्धचालक गुणों के बीच तीन-तरफा युग्मन, जो pज़ोट्रॉनिक्स (दाबइलेक्ट्रिसिटी-अर्धचालक कपलिंग), दाबफोटोनिक्स (दाबविद्युत-फोटॉन एक्सिटेशन कपलिंग), ऑप्टोविद्युतीय्स और दाब-फोटोट्रॉनिक्स दाबइलेक्ट्रिसिटी-अर्धचालक-फोटोएक्सिटेशन का आधार है। इन युग्मन का मूल pज़ोविद्युत सामग्रियों द्वारा निर्मित pज़ोक्षमता पर निर्भर करता है।

प्रायोगिक अनुभूति
ग्राफीन और संक्रमण धातु डाइक्लोजेनाइड मोनोलेयर्स (टीएमडी) पर आधारित वैन डेर वाल्स हेटरोस्ट्रक्चर pज़ोफोटोट्रॉनिक प्रभाव की प्राप्ति के लिए आशाजनक हैं। यह दिखाया गया है कि ग्राफीन/MoS की फोटो-प्रतिक्रिया2 संयोजन को ट्रांज़िशन मेटल डाइक्लोजेनाइड मोनोलेयर्स उपकरणों में pज़ोफोटोट्रॉनिक प्रभाव प्रकट करने वाले तन्य तनाव के माध्यम से ट्यून किया जा सकता है।