热释电薄膜在红外探测器中的应用与研究进展

探讨了热释电效应及热释电薄膜红外探测器的工作模式,特别是探测器单元对热释电薄膜的材料与低温生长要求.为了克服薄膜生长过程中较高的基片温度对ROIC的破坏性影响,一方面发展了离子束辅助沉积、外延缓冲层等多种低温生长技术;另一方面发展了复合探测器结构设计,已研制出了性能良好的铁电薄膜非制冷红外焦平面阵列,其NEDT可达20 mK.     

热波在多层膜中的传导模型及其应用

利用动态辐射引起的热波多层膜中的传导的一维模型，讨论了复合结构薄膜热释电探测器的性能。结果表明：在衬底与热释电薄膜之间加入绝热层，是提高多层薄膜热电探测器性能的有效手段；绝热层性能对热释电性能有决定性的影响。     

PLT15薄膜热释电红外传感器的研制

用射频磁控溅射法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）结构衬底上沉积了高度Ｃ轴取向Ｌａ改性的ＰｂＴｉＯ３（ＰＬＴ１５）薄膜．研究了ＰＬＴ１５薄膜的电晕极化方法,用此方法同时对多个热释电敏感单元进行了极化．利用ＰＬＴ１５薄膜制备了热释电红外传感器,薄膜厚度是２μｍ,真空蒸发的Ｎｉ－Ｃｒ电极面积为１．２ｍｍ×１．０ｍｍ,敏感元下的Ｓｉ（１００）基片用热ＫＯＨ和ＥＰＷ进行刻蚀．用所设计的热释电系数测试系统对ＰＬＴ１５薄膜样品进行了测试,研究了其热释电特性．测试结果表明,ＰＬＴ１５薄膜样品的热释电电流ｉｐ平均为２．１×１０－１１Ａ,而对应的热释电系数ｐ为２．５２×１０－８Ｃ·（ｃｍ２·Ｋ）－１．这类薄膜很适合制备红外传感器     

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。     

锆钛酸铅铁电薄膜的制备及在红外探测器中的应用

研究了敏感元材料锆钛酸铅(PZT)铁电薄膜的制备、结构和性能，并采用半导体光刻工艺和化学腐蚀的方法成功地对PZT铁电薄膜进行了刻蚀，同时采用剥离技术对相应的电极实现了图形化。该研究为铁电薄膜在热释电红外探测器中的应用奠定了基础。     

双探头人体红外探测器

本文介绍一种由双热红外传感器组成的新颖电路，改进了现在单只热释电人体红外传感器接收技术，解决了环境温度及红外辐射对其性能的严重影响，使被动式热释电红外探测器的可靠性进一步提高。     

红外探测器光谱响应测量研究

设计了一个红外探测器的光谱响应测试系统,并对系统原理进行了分析.对不同温度和频率情况下的热释电探测器进行光谱响应实验.实验结果表明,热释电探测器对红外辐射信号的响应不同,但电压变化曲线的趋势基本一致,从而验证了红外探测器光谱响应理论.该设计能有效抑制系统的干扰信号,提高信噪比,具有测量精度高、稳定性好的优点.     

PbTiO_3铁电薄膜的制备及性能研究

本文讨论PbTiO_3铁电薄膜的溶胶-凝胶制备技术、机理及PbTiO_3薄膜的结构和电性能.研究结果表明,在MgO和SrTiO_3单晶基片上制备的PbTiO_3薄膜为钙钛矿型结构的高度取向薄膜;在Si单晶基片上制备的PbTiO_3薄膜为钙钛矿型结构的陶瓷薄膜.PbTiO_3薄膜具有良好的铁电性能和热释电性能,这些膜薄适合于制备铁电存储器和热释电红外探测器.     

热释电探测器的电路设计与改进研究

本文针对现有热释电红外传感器普遍存在的温差探测范围有限、输出信号弱和容易受到噪声的干扰等缺点,采用仿真模拟和实验验证相结合的方法,对热释电探测器电路做了进一步的研究和改进,获得了探测范围广、抗干扰能力强、高效稳定的红外探测器.     

基于超表面的宽带太赫兹热释电探测器设计

为了解决传统太赫兹（THz）探测器吸收效率低,频率范围小的问题,提出将双层超表面吸收阵列结构与钽酸锂热释电探测器相贴合,构成宽带太赫兹超表面热释电探测器。采用MATLAB和CST联合仿真的优化方法对超表面结构进行按需优化;使用ANSYS对热释电探测器进行仿真分析,得到敏感层、绝热层等特征参数对太赫兹热释电探测器的温度变化率以及响应电流的影响。结果表明,采用超表面阵列结构提高了全THz波段的探测性能,凳型热释电探测器在给定条件下的平均热释电电流输出为31.52 pA。使用超表面作为吸收结构可以使热释电探测器具有连续且高效的吸波特性,为宽带太赫兹探测器的设计提供参考。     

真空热迁移法制备硅垂直多重结X射线探测器

用真空热迁移法，以高纯石墨作为加热元件，构成大面积均匀热板，并以纯铁为冷板，通过严格控制冷、热板的温度，形成稳定的热梯度场。采用高阻单晶硅作为探测器的基体材料，在硅片表面用激光来进行刻槽，在其表面上蒸铝后，置于热迁移场中进行热迁移。按照探测器的要求，蒸发钛－钯－银构成电极，经钝化处理后沉淀适当厚度的Ａｌ层作为窗口，构成垂直多重结Ｘ射线探测器。探测器具有良好的光谱响应，对Ｘ射线有较高的灵敏度，适于较     

Si3N4和Si3N4／Sio2驻极体薄膜的化学表面修正

采用补偿法对六甲基二硅胺烷（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｅｄｉｓｉｌａｎｅ,ＨＭＤＳ）和二氯二甲基硅烷（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｍｅｔｈ ｓｉｌｉａｎｅ,ＤＣＤＭＳ）有面修正恒压电晕充电硅基氮化硅（Ｓｉ３Ｎ４）薄膜驻极体及氮化硅／二氧化硅（Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＯ２）薄膜驻极体的电荷储存稳定性进行了比较性的研究。实验结果表明,经过化学表面修正后,驻极体薄膜在高湿环境中的电荷储存稳定性显著提高;在低于２００℃时,ＨＭＤ     

机械刻槽深埋电极太阳电池中二氧化硅层的制备

结合实验室制备机械刻槽深埋电极太阳电池的工艺过程及实验结果，给出二氧化硅层参数的最佳设计及制备方法．实验结果表明，1000℃氧化温度下采用干-湿-干氧化法，经过70分钟可生长350nm～450nm厚的二氧化硅层．这不仅大大缩短了高温氧化时间，降低了生产成本，而且氧化层的质量和厚度也能满足器件和工艺过程的要求．     

用于功率谱分析的楔环阵列探测器

楔环阵列探测器是光电混合型功率谱分析系统实现光电转换的关键器件。本文报导了环探测单元没有角度盲区的新型楔环阵列探测器的设计、制造和特性。     

Electronic transport in nanometre-scale silicon-on-insulator membranes

The widely used 'silicon-on-insulator' (SOI) system consists of a layer of single-crystalline silicon supported on a silicon dioxide substrate. When this silicon layer (the template layer) is very thin, the assumption that an effectively infinite number of atoms contributes to its physical properties no longer applies, and new electronic, mechanical and thermodynamic phenomena arise, distinct from those of bulk silicon. The development of unusual electronic properties with decreasing layer thickness is particularly important for silicon microelectronic devices, in which (001)-oriented SOI is often used. Here we show--using scanning tunnelling microscopy, electronic transport measurements, and theory--that electronic conduction in thin SOI(001) is determined not by bulk dopants but by the interaction of surface or interface electronic energy levels with the 'bulk' band structure of the thin silicon template layer. This interaction enables high-mobility carrier conduction in nanometre-scale SOI; conduction in even the thinnest membranes or layers of Si(001) is therefore possible, independent of any considerations of bulk doping, provided that the proper surface or interface states are available to enable the thermal excitation of 'bulk' carriers in the silicon layer.     

水化层对氮化硅膜pH－ISFET输出特性的影响

对氮化硅膜ｐＨ－ＩＳＦＥＴ的输出特性与水化层的关系进行了一系列实验研究。若水化层的增长速率较大，器件的敏感灵敏度及其线性范围、响应速度都有明显的改善。水化层增长速率较高的敏感膜具有较大的时漂速率；时漂速率为一常数，与浸泡溶液无关。     

新型直流等离子体离子化检测器测定空气中二氧化碳

用改进的直流等离子体离子化检测器（ＤＣＰＩＤ）对空气中的二氧化碳进行测定．以氦气作为工作气体和载气，考察了ＤＣＰＩＤ的工作参敌对测定二氧化碳的影响，分析结果与热导池检测器（ＴＣＤ）的气相色谱法的结果基本一致．