一種新型紅外探測器的介紹——量子點紅外探測器
本文簡單介紹了半導體量子點材料的基本性質(zhì)及相應的紅外探測器的工作原理,并舉例討論了幾種典型的量子點紅外探測器的結(jié)構(gòu)。最后,對量子點紅外探測器的主要優(yōu)點進行了總結(jié)。
量子點紅外探測器的性能優(yōu)化
量子點紅外探測器是近年來出現(xiàn)的一種新型低維納米結(jié)構(gòu)探測器,因其優(yōu)越的特性引起了人們的廣泛關注。本文給出了一種估算量子點紅外探測器光電流的方法,并以此為基礎,進一步研究了探測器結(jié)構(gòu)對光電流性能的影響。結(jié)果顯示,當結(jié)構(gòu)參數(shù)層內(nèi)量子點密度和量子點橫向尺寸的取值都比較小時,探測器能獲得一個高的光電流。
量子級聯(lián)紅外探測器
半導體基中遠紅外探測器在成像、傳感、國家安全以及國防領域具有廣泛的應用背景。目前,在這個領域最主流的技術(shù)之一是量子阱紅外探測器(qwips)。傳統(tǒng)的量子阱紅外探測器往往存在較大的暗電流和較低的工作溫度等限制。量子級聯(lián)探測器(qcds)是一種新型的光伏型量子阱紅外探測器。其工作原理基于電子吸收光子后在量子阱的子帶間躍遷并且激發(fā)態(tài)電子通過人工設計的勢能階梯形成無需外加偏置電壓的定向輸運。這種基于新原理的紅外探測器一經(jīng)出現(xiàn)便引起人們高度的關注并經(jīng)歷了快速的發(fā)展。文中介紹了中國科學院半導體所在量子級聯(lián)探測器研究方面的最新成果。
量子點紅外探測器的噪聲表征
為了表征噪聲對量子點紅外探測器性能的影響,本文推導了噪聲的理論模型.該模型通過考慮納米尺度電子傳輸和微米尺度電子傳輸對激發(fā)能的共同影響,并結(jié)合噪聲增益,實現(xiàn)了對噪聲的估算.得到的結(jié)果與實驗的數(shù)據(jù)相比,顯示了很好的一致性,從而驗證了這個模型的正確性.
新型量子點紅外探測器問世
美國倫斯勒理工學院的研究人員開發(fā)出了一種基于納米技術(shù)的新型量子點紅外探測器(qdip)。這種以金為主要材料的新型元件可大幅提高現(xiàn)有紅外設備的成像素質(zhì),將為下一代高清衛(wèi)星相機和夜視設備的研發(fā)提供可能。
HPT型Ge量子點紅外探測器
異質(zhì)結(jié)光敏晶體管(hpt)是一種具有內(nèi)部電流增益的光電探測器,且與異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(hbt)的制作工藝完全兼容。利用超高真空化學氣相淀積(uhv/cvd)方法在hbt晶體管的基區(qū)和集電區(qū)間加入多層ge量子點材料作為光吸收區(qū)。tem和dcxrd測試結(jié)果表明,生長的多層ge量子點材料具有良好的晶體質(zhì)量。為了提高hpt的發(fā)射極注入效率,采用高摻雜多晶硅作為發(fā)射極,并制作出兩端hpt型ge量子點探測器。室溫條件下的測試結(jié)果表明,hpt型量子點探測器具有低的暗電流密度和高的反向擊穿電壓。-8v偏壓下,hpt型量子點探測器在1.31μm和1.55μm處的響應度分別為4.47ma/w和0.11ma/w。與縱向pin結(jié)構(gòu)量子點探測器相比,hpt型量子點探測器在1.31μm和1.55μm處的響應度分別提高了104倍和78倍。
新型量子點紅外探測器
美國倫斯勒理工學院的研究人員開發(fā)出了一種基于納米技術(shù)的新型量子點紅外探測器(qdip)。這種以金為主要材料的新型元件可大幅提高現(xiàn)有紅外設備的成像素質(zhì),將為下一代高清衛(wèi)星相機和夜視設備的研發(fā)提供可能。
紅外探測器發(fā)展需求
由于未來作戰(zhàn)環(huán)境復雜,紅外探測技術(shù)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn),而作為紅外型武器的核心——紅外探測器,正朝著高靈敏、寬譜段、高分辨率、低功耗、小型化和智能化的方向發(fā)展。通過回顧相關產(chǎn)業(yè)軍民兩用融合情況和紅外探測技術(shù)發(fā)展歷程,總結(jié)軍事發(fā)展對探測器新的要求,以確立新一代探測器發(fā)展方向。在詳細分析國外紅外探測器發(fā)展歷程和現(xiàn)狀的基礎上,重點介紹了國外紅外焦平面探測器的最新研制情況和成果,包括非制冷紅外探測器、制冷型紅外探測器、紅外雙色探測器等,并總結(jié)強調(diào)第三代紅外探測器需要在控制成本的同時不斷提高和改進紅外焦平面探測系統(tǒng)的性能。最后概述了智能化紅外焦平面陣列的發(fā)展情況。
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职位:水利水電工程師助理
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