气象卫星最小的“千里眼”是怎样炼成的?——风云四号A星多通道扫描成像辐射计红外探测器芯片研制回顾

风云四号(FY-4)是中国新一代静止轨道(GEO)定量遥感气象卫星。多通道扫描成像辐射计作为FY-4上的主要载荷之一,被赞誉为风云四号的"千里眼"。它是迄今为止中国静止轨道卫星最先进的扫描辐射计,这与多通道扫描成像辐射计的核心部件——红外探测器研制水平的大幅提升是密不可分的。与现在正在运行的风云二号(FY-2)相比,风云四号的红外探测器实现了跨越式的发展:红外通道的数量从4个增加到了8个;探测器的波长已经延伸到了13.8μm;芯片的光敏元数量更是从单元发展到多元线列;每个光敏元尺寸只有56μm×56μm,是迄今为止中国研制的气象卫星中红外探测器光敏元尺寸最小的。这使得风云四号扫描成像辐射计红外探测器的研制遇到了许多前所未有的问题和困难,比如中短波光伏(PV)探测器的光敏面限制问题、水汽光导(PC)探测器的有效视场偏窄问题和长波光导探测器的高性能、高要求问题。本文介绍了中国气象卫星中最小的"千里眼"——风云四号多通道扫描成像辐射计碲镉汞红外探测器芯片的研制过程和关键技术。     

3N碲还原熔炼-扒渣提纯法制备4N碲

为了满足碲的高端应用,开展了以3N纯度(即质量分数为99.9%)粗碲为原料,制备4N碲的工艺条件和中试研究,并采用等离子光谱仪(ICP)对样品进行了测试分析,确定了一种3N碲还原熔炼-扒渣提纯法制备4N碲的工艺方法:将1 %的还原剂与50目(300 μm)3N粗碲混匀,在700℃下还原焙烧1 h;加入0.4%的造渣剂,搅拌造渣15 min;粗碲杂质元素与造渣剂结合形成上浮渣,多次刮除至再无浮渣产生;将除渣后的碲熔浆倾入石墨模中铸锭,得到碲锭产品.该产品碲的质量分数≥99.998%,杂质元素总的质量分数＜15×10-6,每种杂质元素的质量分数＜5×10-6,完全符合4N纯度精碲要求.中试结果表明,该工艺流程简单,工艺周期短,成本低廉,环境污染小,是一种可规模化生产4N碲的新工艺.     

N型赝三元冷压烧结热电材料的制备及其性能研究

本文以熔炼-区熔法生长的N型赝三元取向晶体Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3为原料,采用冷压烧结法制备了粉末烧结材料．探索了不同实验条件对材料热电性能的影响．在保证了材料具有实用的热电性能的情况下,提高了材料的机械性能,从根本上克服了材料加工过程中的劈裂现象．     

球磨工艺调控碲化铋基材料微结构及热电性能研究

碲化铋基化合物是室温附近性能最佳的热电材料,在余热回收以及固态制冷领域具有重要的应用价值. 其主要的制备方式是球磨法,各类参数的细微变化都可能影响材料的微结构和热电性能. 球磨时间作为重要的球磨参数既能影响粉末粒径的细化,也对材料的热电性能有所调控,因此亟需逐步分析球磨时间对晶体结构、粒径尺寸及产物热电性能的影响. 本文采用恒定的球磨转速,调节不同球磨时间制备碲化铋基材料. 通过晶体结构及粉体粒径的分析发现了晶粒对球磨时间的响应. 后续热电性能测试结果表明,增加球磨时间后粒径发生变化并导致了电子、声子输运模式的协同改变. 最终,有效提升了n型与p型碲化铋的最大ZT值,分别达到了0.91和1.11. 本研究工作系统总结了球磨工艺中关键参数对碲化铋材料微结构及热电性能的影响,为粉末冶金及热电学的交叉融合及热电转换技术的商业化应用提供了实验和理论参考.     

新型掺铒碲酸盐玻璃的发光特性研究

采用高温熔融法制备了掺Er3 碲酸盐系列玻璃样品.测试了样品的吸收光谱、发射光谱.应用Judd-O felt理论拟合出了Er3 在各系列玻璃样品中的Judd-O felt强度参数(Ωλ(λ=2,4,6)),并用其数值分析了Er3 周围的结构特性.应用Mc-Cumber理论计算了Er3 4I13/2能级的受激发射截面(peδeak(λ)).利用测得的发射光谱计算了Er3 :4I13/2→4I15/2能级跃迁的荧光半高全宽(FWHM),结合peδeak(λ)值对玻璃宽带特性做出了表征,并比较了不同基质玻璃的宽带特性.     

用RAS模型估算半磁半导体Cd1—xMnxTel富碲溶液蒸汽压

Ｃｄ１－ｘＭｎｘＴｅ富磅溶液的平衡蒸汽压是设计优化生长装置和获得最佳生长条件所不可缺少的，本文用缔合规则模型估算了Ｃｄ１－ｘＭｎｘＴｅ富碲溶液的平衡蒸汽压，并且和实验结果进行了定性比较。     

热壁外延PbTe／Si异质结带偏移的研究

本文提出一种测定具有高晶格失配率的异质结带偏移的新方法。利用Ｃ－Ｖ测量技术，估计了晶格失配和其它集中电容对ｎ－ＰｂＴｅ／Ｐ－Ｓｉ异质结内建电势的影响。在用适当方法剔除了由其它集中电容引起的测量误差后，所得内建电势差修正值接近理想ＨＪ的计算值。基于此修正值，计算的带偏移△Ｅｖ和△Ｅｃ十分接近国外文献所报导的结果。     

N503从盐酸溶液中萃取碲的研究

研究了Ｎ,Ｎ′—二（１－甲基庚基）乙酰胺（简称Ｎ５０３）从盐酸溶液中萃取碲及反萃碲的条件,此研究对电解精炼铜厂阳极泥中低含量碲的回收具有一定的理论意义和应用前景。