降低红外焦平面热失配应力方法

采用有限元分析方法研究了碲镉汞红外焦平面器件在低温下由于不同热膨胀系数引起的热失配应力,在碲镉汞/硅/宝石片三层结构中,低温下碲镉汞受到张应力,易于损坏.根据膨胀合金的特性,提出了两种焦平面器件结构,一是将低膨胀合金因瓦材料置于宝石片下面;二是将定膨胀合金柯伐材料置于硅和宝石片之间,两种结构均可有效降低碲镉汞的热应力.这两种结构已分别用于256×1、256×256和2048×1中波红外碲镉汞焦平面器件的制备,实验结果表明可明显提高碲镉汞焦平面器件的可靠性.     

HgCdTe薄膜的液相外延生长及低温热处理

ＨｇＣｄＴｅ材料是一种重要的红外探测器材，用液相外延长的ＨｇＣｄＴｅ薄膜是目前制造光伏焦平面器件的主要材料。     

退火对非晶态碲镉汞薄膜稳定态光电导的影响

利用射频磁控溅射方法,在宝石衬底上制备了非晶态碲镉汞(a-HgCdTe)薄膜。对原生a-HgCdTe薄膜进行了不同退火时间和不同退火温度的热退火,在80～300K温度范围内,分别测量了原生和退火处理后的a-HgCdTe薄膜样品的稳定态光电导,研究了退火时间和退火温度对非晶态HgCdTe薄膜的稳定态光电导和激活能的影响。结果表明,原生和退火a-HgCdTe薄膜的稳定态光电导具有热激活特性;随着退火时间增加或退火温度升高,a-HgCdTe薄膜的晶化程度提高,导致光电导增大,光电导激活能降低。利用非晶-多晶转变机制讨论了实验结果。     

HgCdTe探测器在激光辐照下的温度场模拟

 当强激光辐照光电探测器时,热效应是最主要的破坏机制。探测器表面吸收激光能量导致表面温度升高。温度升高到一定程度,探测器处于非正常工作状态,输出信号失真,不能准确探测信号。而探测器的温度场分布与探测结构和材料的物理性质有很大关系。为研究探测器内部的温度场分布,本文建立了热传导模型,利用Matlab软件数值模拟了激光辐照下探测器内HgCdTe光敏元的温度场分布,并对特定外界环境条件下,激光损伤阈值与胶层的厚度和热导率的关系进行分析,研究结果对探测器激光损伤效应提供有效的理论依据,同时也有助于研究HgCdTe探测器的激光防护性能。     

激光退火对碲镉汞电性能的影响

利用YAG脉冲激光器 (脉宽为 1 0ns ,波长为 1 .0 6μm)对砷注入长波碲镉汞样品进行激光退火 ,分析离子注入及激光退火引起的样品电学性质的变化 ;通过对电导率 -迁移率谱的研究 ,发现激光退火能够消除辐射损伤 ,并激活注入杂质 .     

As_(Hg)与V_(Hg)在碲镉汞中掺杂行为第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对碲镉汞材料中两种点缺陷Hg空位(VHg),As代Hg位(AsHg)及其复合缺陷(AsHg-VHg,AsHg-2VHg)进行了系统的研究,获得缺陷形成能随费米能级的变化,结合结构与电子特性分析讨论了这些缺陷在As掺杂HgCdTe中的自补偿效应和p型激活途径.     

面向HgCdTe红外焦平面探测器应用的分子束外延材料研究进展

报道了针对第三代碲镉汞红外焦平面的应用需求进行的碲镉汞分子束外延研究进展.面向大规模HgCdTe红外焦平面探测器的应用,开展了大面积替代衬底上的分子束外延技术研究,报道了在大面积替代衬底上的碲镉汞分子束外延材料的晶体质量、表面形貌和组份均匀性的改善方法和研究结果.512×512及以上规模的中波、短波碲镉汞面阵器件制备验证表明Si基碲镉汞材料满足应用需求.围绕甚长波红外焦平面探测器及雪崩红外焦平面探测器的研制需要,开展了低缺陷的ZnCdTe基碲镉汞分子束外延研究.外延获得的HgCdTe外延材料均匀性得到明显提高.经过外延条件的优化,厚度为10μm的HgCdTe/ZnCdTe(组分x=0.22)分子束外延材料位错密度最好结果为3×104 cm-2,双晶半峰宽小于25弧秒.     

碲镉汞吸收缘以上E1和E2峰的指认

用紫外可见分光光度计测量了碲镉汞样品的反射谱,在基本反射区有两个主要反射峰Ｅ１和Ｅ２,Ｅ１峰分裂为双峰结构．利用电子跃迁的量子理论,指认Ｅ１峰为〈１１１〉方向Λ４,５→Λ６的跃迁;Ｅ１＋Δ１峰为〈１１１〉方向Λ６→Λ６的跃迁;Ｅ２峰为〈１００〉方向Ｘ７→Ｘ６的跃迁．计算结果与实验结果相符     

HgCdTe材料的制备及其红外器件综述

近年来，HgCdTe材料在红外领域的应用得到了长足的发展，并成为继Si和GaAs以后最为重要的半导体材料之一。在发展过程中，由最初的采用体材料直接制作器件，发展到目前利用薄膜技术来制作器件，并通过灵活运用各种薄膜的制备和掺杂技术，采用不同的器件结构，使器件的性能取得了极大的提高。由单元到多元到焦平面，由单色到双色，由低温到高温，由短波波段到长波波段，HgCdTe红外探测器已发展成为了种类最齐全，应用最广泛的一类红外探测器。     

长波碲镉汞p型掺杂机理和器件低频噪声研究进展

针对长波碲镉汞红外焦平面器件发展的需求,本文分别从材料的p型掺杂机理和器件的低频噪声两个方面概述了相关的研究进展.(1)理论上修正了经典的As掺杂p型激活模型,并提出了新的激活模型,即以复合缺陷(Te_Hg-V_Hg)主导下的As迁移,最终形成AsTe2复合体而表现为p型.(2)理论上解释了Au原子在碲镉汞材料中呈现快扩散特性,是由间隙扩散机制所导致的,提出了通过Au杂质与Hg空位的相互作用,以Hg空位作为介质来调控Au杂质浓度分布的方法,可以实现可控的p型掺杂,并被实验所验证.(3)搭建了高灵敏低频噪声的测试系统,结合器件性能仿真,构建了低频噪声的分析评价方法,并研究了长波碲镉汞器件低频噪声与器件暗电流之间的关联性.