Sistema de medição de tempo de voo baseado em pré-amplificador rápido para medir a mobilidade em monocristais CsPbBr3

YU Yi-yun ,  

PAN Ning ,  

WANG Xinxin ,  

WANG Shi-mao ,  

摘要

Considerando que o tempo de deriva dos portadores em cristais de CsPbBr3 com espessura na ordem de milímetros está na escala de microssegundos, este estudo projetou um amplificador pré-amplificador dedicado e montou um sistema de medição de tempo de voo (TOF) de portadores com base em laser pulsado ultravioleta. O amplificador é baseado em amplificação transimpedância, com um estágio posterior de amplificação em fase para aumentar o ganho do sinal de tensão. Utilizando um amplificador operacional com corrente de polarização de entrada ultrabaixa na ordem de femtoamperes, foi alcançada a conversão de sinal com baixo ruído. O pré-amplificador rápido projetado apresenta excelente linearidade, possui capacidade de resposta rápida na ordem de microssegundos, seu tempo de subida é cerca de 1,1 μs, ganho de 1,97 V·mA-1, largura de banda -3 dB de 315 kHz e valor eficaz do ruído de saída de 2,58 mV. Sob tensão de polarização de 30~70 V, o tempo de deriva dos portadores em um monocristal de CsPbBr3 com 1 mm de espessura diminuiu de 4,06 μs para 3,21 μs, sendo ajustada a mobilidade dos buracos em temperatura ambiente para 19,83 cm2⋅V-1⋅s-1. Este pré-amplificador rápido pode satisfazer a necessidade de aquisição eficaz de sinais transitórios fracos em monocristais de CsPbBr3 e realizar a medição da mobilidade dos portadores do material.

关键词

Monocristal CsPbBr3; tempo de voo; pré-amplificador rápido; mobilidade dos portadores

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