热释电探测器的数理分析

依椐热扩散数理模型,给出了热释电探测器响应率的数学表达式,计算了在衬底和热释电材料吸收系数共同影响下的器件响应率和噪声等效功率,着重分析了热释电材料吸收系数对热释电探测器性能的影响及器件最佳响应厚度与频率之间的关系。     

带衬底的半透明前电极热释电探测器的分析

本文用热扩散模型给出了带衬底的半透明前电极热释电探测器响应率表达式,并计算了在衬底和热释电材料吸收系数共同影响下的器件响应率和噪声等效功率,着重分析了热释电材料吸收系数对热释电探测器性能的影响及器件最佳响应厚度与频率之间的关系。     

高Tc超导薄膜红外（光）探测器的研究

系统地报道了近年来关于高Ｔｃ超导薄膜红外（光）探测器的研究成果，先后进行了单元分立器件、２×２、２×４集成式阵列器件以及约瑟夫逊结型红外（光）探测器的研究。器件经过１０多次的液氮温度至室温的冷热循环，并在室温下保存两年以上，所得测量结果基本不变。采用具有约瑟夫逊效应的高Ｔｃ超导双晶晶界结的光探测器具有量子效应，其响应速度快于６．３５×１０－７ｓ。     

本征超导辐射探测器的研究

报道了本征超导辐射探测器的实验过程及结果分析，探测器是利用超导的临界电流与温度的关系来工作的，而且完全工作在超导本征态，高温超导薄膜为采用准分子激光消融法制备的ＹＢＣＯ外延超导薄膜。采用离子束地刻蚀进行器件的图形制备，在８￣１４μｍ红外波段进行了探测器的光响应测试，调制频率为１０Ｈｚ时，探测器的等效噪声功率（ＮＥＰ）为１．８×１０＾－１２Ｗ·Ｈｚ＾－１／２；归一化探测度为２．５×１０＾９ｃｍ·Ｈｚ     

本征超导辐射探测器的研究

报道了本征超导辐射探测器的实验过程及结果分析．探测器是利用超导的临界电流与温度的关系（Ｉｃ－Ｔ）来工作的，而且完全工作在超导本征态．高温超导薄膜为采用准分子激光消融法制备的ＹＢＣＯ外延超导薄膜．采用离子束干法刻蚀进行器件的图形制备．在８～１４μｍ红外波段进行了探测器的光响应测试．调制频率为１０Ｈｚ时，探测器的等效噪声功率（ＮＥＰ）为１．８×１０－１２Ｗ·Ｈｚ－１／２；归一化探测度为２．５×１０９ｃｍ·Ｈｚ１／２·Ｗ－１．实验表明，在低于Ｔｃ的温度范围内，探测器具有平坦的光响应与温度的曲线，从而克服了传统的Ｂｏｌｏｍｅｔｅｒ探测器工作温度过窄的缺点．     

电压偏置下考虑了自热效应的非致冷红外测辐射热计响应率的推导

非致冷红外测辐射热计是一种有源器件,工作时器件的自热效应不容忽略。从理论上推导出在电压偏置下考虑了自热效应的非致冷红外测辐射热计响应率的计算公式。     

InGaAs短波红外探测器的光电机理

利用ISE TCAD仿真软件,建立了铟镓砷(InGaAs)短波红外探测器表面漏电的二维模型。在背面照射方式下,模拟研究了InGaAs短波红外探测器的表面漏电对器件暗电流、总电流、量子效率和响应率的影响。研究结果表明,表面漏电会导致器件的暗电流和总电流增大,但响应率和量子效率会降低。由此可知,表面漏电是制约InGaAs短波红外探测器性能的重要影响因素,该研究结果为器件的设计与优化提供了理论依据。     

超导薄膜制 Bolometer 器件的微透镜红外增强

采用离子束刻蚀制备线列熔凝石英柱微透镜阵列,准分子激光扫描消融法淀积性能均匀且稳定性良好的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导薄膜,湿法刻蚀制备超导薄膜器件,微透镜阵列与超导薄膜器件用胶粘合构成组合红外探测器,测试了组合器件在１～５ｍ红外波段的光响应特性．     

8元线列高温超导薄膜红外探测器的实验研究

对８元线列高温超导薄膜红外探测器进行了实验研究。高温超薄膜为采用电子束蒸发并后退火的方法制备的粒状ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ超导薄膜，器件的图形制备采用湿法刻蚀。探测器的光响应测试是在８－１４μｍ的远红外区。探测器单元为２０μｍ×１００μｍ的微桥。     

微测辐射热计阵列结构的制备

为了研究和优化二氧化钒(VO2)微测辐射热计的制备工艺,采用微电子机械系统(MEMS)体硅工艺制备了VO2微测辐射热计,经过研究和改进制备工艺,制得的微测辐射热计结构稳定,成品率高;经测试及计算,其响应率可达34.3 kV/W,探测率为1.2×10~8 cm·Hz~(1/2)/W,响应时间约为65.3 ms.此器件性能达到国内外同类器件水平.     

钨摻杂氧化钒基非制冷红外探测器性能研究

氧化钒(VOx)作为热敏材料已经广泛应用在非制冷红外探测器中,其中热敏材料的性能对于最终器件性能的影响尤为关键。为了研究钨元素摻杂对氧化钒热敏薄膜材料的相变温度、热滞宽度、低温时的电阻温度系数的影响以及对探测器性能指标的影响,利用微电子加工工艺制备了钨摻杂与非钨摻杂氧化钒溅射薄膜红外探测器件,并利用黑体测试系统结合锁相放大器和频谱分析仪对器件性能指标进行了测试。结果表明,相比非钨掺杂器件,钨掺杂器件的相变温度降低了16℃左右,热滞宽度缩短了5℃左右,器件的响应电压则提高了0.15 m V,单位带宽噪声均方根电压降低了15 n V·Hz-1/2,从而使器件探测率提高。当辐射信号的调制频率为80 Hz时,非钨掺杂氧化钒探测器的探测率D*值为1.67×108cm·Hz1/2/W,而钨掺杂氧化钒探测器的探测率D*值为1.85×108cm·Hz1/2/W。可见,钨掺杂氧化钒探测器的探测率较非钨掺杂氧化钒探测器的探测率高。     

超导薄膜制Bolometer器件的微透镜红外增强

采用离子束刻蚀制备线列熔凝石英柱微透镜阵列,准分子激光扫描消融法淀积性能均匀且稳定性良好的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导薄膜,湿法刻蚀制备导薄膜器件,微透镜阵列与超导薄膜器件用胶粘合构成组合红外探测器,测试了组合器件在１－５ｍ红外波段的光响应特性。     

超高频区SBN热电探测器的阻抗特性和调谐热电探测器

本文给出了超高频区(MH_z以上)SBN热电探测器阻抗随频率变化的测量结果,考虑到压电谐振和电极引线的影响分析了该阻抗特性。本文认为利用阻抗谐振特性可使器件的响应率提高1/tgδ倍。     

悬空型、半透明面电极热电探测器的分析

本文在考虑表面和体内共同吸收的情况下,用一维热扩散模型推出了悬空型、半透明面电极热电探测器响应率(?)的表达式,并计算了TGS热电探测器的?和NEP的数值。本文指出: (1)悬空型、半透明面电极热电探测器具有最佳响应率厚度,对较高工作频率,器件还具有最佳NEP厚度。两种最佳厚度可根据本文导出的响应率公式和已知的噪声公式计算出来。(2)在某些波段,如果能把材料的吸收系数提高到5×10~4cm~(-1)以上,就可研制性能优良的半透明面电极薄膜器件。     

红外热电探测器的一维扩散理论与薄膜型热电探测器的分析

本文对现有的红外热电探测器的一维扩散理论作一些补充,给出一套响应率?,噪声等效功率NEP,和D的计算公式。然后应用这套公式,通过实例计算估计了薄膜型热电探测器的发展前景。结果: (i)如在厚度超过热扩散长度的底板上制造薄膜器件,其低频性能将远不如悬空薄器件。这种底板不但会使薄膜器件的响应率显著下降,同时也使温度噪声大为上升,有时甚至成为器件主要噪声的重要组成部分。(ii)如在薄膜底板上制成薄膜器件,其低频NEP有可能比悬空薄器件降低一个数量级。     

外加直流电场对PdSnOxMIS型氧探测器氧吸附行为影响的研究

研制成了一种新型的Pd-SnOxMIS结构型氧探测器.这种探测器能在室温下探测小于0.1乇的氧分压.本文简扼报告了这种器件的结构、制造工艺和氧吸附与消吸附特性,着重阐述外加直流偏压对器件氧吸附行为的影响.实验结果表明:在实验氧分压范围内,正向直流偏压会抑制器件的氧吸附响应,负向直流偏压会增加器件氧吸附响应.文中还对这种电吸附行为进行了讨论.     

外加直流电场对PdSnOx MIS型氧探测器氧吸附行为影响的研究

研制成了一种新型的Pd-SnOx MIS结构型氧探测器。这种探测器能在室温下探测小于0.1乇的氧分压。本文简扼报告了这种器件的结构、制造工艺和氧吸附与消吸附特性,着重阐述外加直流偏压对器件氧吸附行为的影响。实验结果表明:在实验氧分压范围内,正向直流偏压会抑制器件的氧吸附响应,负向直流偏压会增加器件氧吸附响应。文中还对这种电吸附行为进行了讨论。     

碳化硅紫外探测器的研究

采用宽禁带半导体n-4H-SiC和金属Au作肖特基接触，TiNiAg合金作背底形成欧姆接触，研制出Au／n-4H-SiC肖特基紫外探测器．测试分析了该器件的光谱响应特性：响应范围为200～400nm之间；在室温无偏压下，响应峰值在310nm处，响应半宽为85nm．同时测试分析了该器件的I-V特性：在室温下，正向开启电压为0．8V，反向击穿电压大于200V，反向漏电流小于10^-10A；工作温度大于250℃．实验表明，Au／n-4H—SiC肖特基紫外探测器具有很好的紫外响应特性和很低的反向漏电流．     

后表面对P-N结光伏红外探测器性能的影响:(Ⅰ)理论分析

分析了光在P—N结光伏红外探测器前后表面间多次反射对器件性能的影响。导出了在考虑光的多次反射时,器件的量子效率、探测率和结电阻的一组更为普遍的解析表示式,它们可用于分析薄膜器件。     

长波和甚长波及其双色InAs/GaSb二类超晶格红外探测器的研究进展

本文报道了基于InAs/GaSb二类超晶格实现长波、甚长波及窄带长波/甚长波双色红外探测器的研究,生长的材料具有极高的材料质量.长波探测器单管器件在77 K条件下50%截止波长为9.6μm,峰值响应为3.2 A/W,峰值量子效率为51.6%;甚长波红外探测器单管器件在77 K条件下50%截止波长为14.5μm,量子效率为14%,热噪声限制的探测率为4.3×109 cm Hz1/2 W-1.通过改变偏压极性实现双色探测的窄带型长波/甚长波InAs/GaSb二类超晶格红外探测器两端器件,偏压小于0 V时在长波区工作,偏压大于40 mV时,在甚长波区工作.具体来说,偏压为-0.1 V时,器件光响应50%截止波长为10μm;而偏压为40 mV时,器件光响应50%截止波长为16μm.对于长波光响应,δλ/λ为44%,对于甚长波响应,δλ/λ为46%.甚长波对长波的串音为9.9%,长波对甚长波的串音为11.8%.