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石墨烯量子点增强的InGaN/PdO自供电紫外-可见双波段光电探测器用于加密光通信
Graphene Quantum Dots Enhanced InGaN/PdO Self-Powered Ultraviolet-Visible Dual-Band Photodetectors for Encrypted Light Communication
| 作者 | Jinrong Chen · Yixun He · Quanguang Lai · Wenliang Wang |
| 期刊 | IEEE Electron Device Letters |
| 出版日期 | 2025年4月 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | GaN器件 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 加密光通信 双波段光电探测器 石墨烯量子点 自供电性能 加密传输 |
语言:
中文摘要
随着对信息安全的日益重视,加密光通信作为一项新兴技术正受到越来越多的关注。双波段光电探测器(PDs)是加密光通信合适的接收终端之一。本研究探讨了石墨烯量子点(GQDs)增强型InGaN/PdO光电探测器在紫外 - 可见光双波段光电探测方面的巨大潜力。将InGaN/PdO异质结在可见光区域的高光响应与GQDs在紫外区域的强吸收特性相结合,所制备的光电探测器展现出优异的自供电性能,包括在365 nm波长处655.2 mA/W和在450 nm波长处897.8 mA/W的高响应度,以及5.56/9.29 ms的快速响应时间。此外,实现了一种基于双光束照射模式的简单加密光通信系统,并演示了字母的加密传输。本研究可为双波段光电探测器的设计提供一种可行的方法,并验证其在加密光通信中的潜力。
English Abstract
With the increasing emphasis on information security, encrypted light communication is receiving more and more attention as an emerging technology. Dual-band photodetectors (PDs) are one of the appropriate receiving terminals for encrypted light communication. This work investigates the great potential of graphene quantum dots (GQDs) enhanced InGaN/PdO PDs in ultraviolet-visible dual -band photodetection. Combining the high photo response of InGaN/PdO heterojunctions in the visible region with the strong absorption of GQDs in the ultraviolet region, the as-prepared PDs exhibit great self-powered performance including high responsivity of 655.2 mA/W@365 nm and 897.8 mA/W@450 nm, and a fast response time of 5.56/9.29 ms. Furthermore, a simple encrypted light communication system based on dual-beam irradiation modes is achieved and the encryption transmission of letters is demonstrated. This work can provide a feasible method for the design of dual-band PDs and verify their potential in encrypted light communication.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这项基于石墨烯量子点增强的InGaN/PdO双波段光电探测器技术,虽然聚焦于加密光通信领域,但其核心技术原理与我们在光伏和储能系统中的光电转换、信号检测需求存在潜在关联价值。
该技术展现的自供电特性和高光响应性能(紫外365nm达655.2 mA/W,可见光450nm达897.8 mA/W)为我们的分布式能源管理系统提供了新思路。在大型光伏电站和储能电站的智能运维场景中,这种双波段探测技术可应用于:一是增强型光伏组件监测,通过紫外-可见光双波段检测实现对组件老化、热斑等异常的精准识别;二是储能系统的安全监控,利用其快速响应特性(5.56/9.29 ms)实时检测电池舱内的异常光信号或火焰预警。
更具战略意义的是其加密通信能力。随着虚拟电厂、源网荷储一体化项目的推进,海量能源设备间的数据传输安全性日益重要。该技术展示的双光束加密通信模式,可为我们构建更安全的光伏电站内部通信网络提供硬件基础,特别是在电磁干扰严重的高压环境下,光通信具有天然优势。
然而需要理性评估的是,该技术目前仍处于实验室阶段,石墨烯量子点的制备成本、器件的环境稳定性、与现有系统的集成复杂度都是产业化面临的挑战。建议我们的研发团队持续跟踪该技术方向,探索在特定高附加值场景(如海上风电通信、氢能站点监控)的试点应用可能性,为未来智慧能源网络的安全通信预留技术储备。