光伏型HgCdTe探测器近室温特性的研究

文章介绍了光伏型碲镉汞探测器在干冰温度的特性。给出了理论估算和实际测量的结果。进行了探测器和半导体致冷器的互连试验。笔者认为以半导体致冷器致冷的碲镉汞探测器用于10.6μm CO_2激光通讯是可行的。     

同步轨道卫星用碲镉汞空间辐射致冷器

本文叙述冷却碲镉汞探测器阵列用的双级被动辐射致冷器的结构和性能特点。支承探测器阵列的致冷器,经光调和红外辐射计准直,该辐射计装在自旋-稳定的同步轨道卫星上。在轨道上,致冷器的轴向与地球自转轴平行,与太阳射线的夹角小于±23°。至今已有三台碲镉汞辐射致冷器达到指标,可供飞行使用。双级辐射致冷器能将多元探测器阵列冷却到70～95K,这要取决于探测器的偏压功率、辐射计温度、致冷器-太阳的几何方向以及热-光学元件表面上可能遭到的污染情况。通过一块处于环境温度的太阳隔板和装在致冷级上的去污染加热器,可尽量避免后两种现象引起的性能降低。探测器级加热器也可用作温度控制装置,以使探测器的响应率固定不变。在冷却探测器和发射宇宙飞船期间,予加载的级间支架使探测器保持光学准直。在将杜瓦瓶组件装入致冷器和辐射计之前后,都可在周围环境下用节流致冷器对探测器阵列作冷却试验。辐射致冷器的性能测试是在热真空室内用液氮致冷的黑体背景构成的模拟致冷空间进行的。     

10.6微米碲镉汞光电二极管组件

本报告叙述了在146K 工作的温差电致冷10.6微米碲镉汞探测器的研制。本工程在前六个月制出的光电二极管在146K 时量子效率为55%、带宽为156兆赫、饱和电流为3毫安,从而证实它在146K 下工作是可行的。本工程目前阶段验证了9级温差电致冷器和温差电致冷器——探测器的互连。在 Cutler—Hamer 公司机载仪表实验室的装置上做了 CO_2激光器外差测量,其噪声等效功率在177K 时可达到2×10~(-13)瓦/赫。在激光试验中探测器并没达到146K,这是因为探测器装置表面积太大,造成了辐射热负荷过大。探测器以177K(不是145K)工作时,由于截止波长的偏移而使其在10.6微米下的性能变坏。业已发现9级致冷器效率低,它要求87瓦输入功率。因为在175K 通过黑体的测量,得到了高量子效率,因此建议在170K 工作的最佳10.6微米探测器最好是采用6级温差电致冷器,它的功耗不到20瓦。     

长波p-on-n碲镉汞红外焦平面器件高温工作性能

碲镉汞材料为窄禁带半导体,随着工作温度的升高,材料本征载流子浓度会增加,探测器截止波长会变短,暗电流增加等,会导致器件性能降低。碲镉汞红外探测器通常在77 K温度附近工作并获得很好的探测性能,但低温工作会增加探测器的制备成本、功耗、体积和重量等。为了解决这些问题,在保证探测器正常工作性能的前提下,提升探测器的工作温度是碲镉汞红外探测器的重要研究方向。p-on-n结构的碲镉汞红外焦平面器件具有低暗电流、长少子寿命等特点,有利于在高工作温度条件下获得较好的器件性能。在不同工作温度下对p-on-n长波焦平面探测器的性能进行测试分析,在110 K时p-on-n长波碲镉汞红外焦平面探测器噪声等效温差（Noise Equivalent Temperature Difference , NETD）为25.3 mK,有效像元率为99.48%,在高温条件下具备较优的工作性能。     

HgCdTe艰辛的历程、辉煌的成就:一、伟大的发明

根据半个多世纪碲镉汞材料、碲镉汞红外探测器的发展里程,以碲镉汞材料的发明、关键技术突破带来的碲镉汞材料生长技术的进步、关键技术的突破带来的碲镉汞探测器性能提升、第一代陆军通用组件、第二代高性能红外焦平面器件和第三代高清、多波段红外焦平面器件等重要里程碑为出发点,采用专题系列的形式,回顾碲镉汞材料及碲镉汞红外探测器发展的...     

碲镉汞红外焦平面器件技术进展

近十年碲镉汞第二代红外焦平面探测器应用呈现爆发式增长,也是第三代焦平面技术快速发展的十年。文中对近十年来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了简单的回顾,并结合碲镉汞红外焦平面探测器的应用,对在碲镉汞红外焦平面探测器技术方面的研究工作和工程应用进行了总结,最后,对未来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了展望。     

低成本铅盐焦平面列阵

目前的中波红外探测器，如锑化铟、碲镉汞和硅化铂探测器，都需要使用昂贵的、笨重的和耗电的低温制冷器或者昂贵的多级热电制冷器。对于成本、功率、尺寸及可靠性都很重要的一些应用来说，这些探测器是不适合的。这些应用需要的是一种低成本的非致冷中波红外探测器。     

HgCdTe红外探测器性能分析

根据碲镉汞材料的性能、碲镉汞红外探测器物理机理和基本器件模型,对截止波长为3 m、5 m、10.5 m的碲镉汞探测器,在不同工作温度下的探测率性能进行了理论计算。计算结果表明:碲镉汞探测器在短波、中波和长波三个主要红外波段均能满足第三代红外焦平面器件对灵敏度和工作温度的要求。     

温差电致冷的红外成象器件

在红外成象装置中,使用温差电致冷器之所以比使用焦耳一汤姆逊低温恒温器或机械致冷器更受重视,在于其重量相当轻,单位使用期的成本低,而且可靠性良好。温差电工艺因温差电致冷器、工作温度适中的探测器、集成的焦平面电子电路这三个工艺分支都已成熟而具有生命力。现有的温差电致冷器在195K的致冷功率为30～50毫瓦,所用输入功率小于3瓦。对3～5微米辐射灵敏的小几何尺寸探测器在170K以上工作时是热噪声限的,但在193K仍然有相当好的探测度,接近为1.0×10~(11)厘米赫~(1/2)/瓦。现在正在研制信号处理集成在焦平面上的大型阵列,该阵列可把系统灵敏度提高到超过本公司第一代器件的系统灵敏度。本文扼要评述温差电致冷器、工作温度适中的探测器和焦平面电子电路的现状,并提出温差电工艺存在的问题和发展趋势。     

论高工作温度碲镉汞红外探测器（下）

与用其他材料制备的红外光子探测器相比,碲镉汞红外探测器具有带隙灵活可调、量子效率较高以及R_oA接近理论值等优点。碲镉汞探测器的主要缺点是需要低温制冷,以抑制引起噪声的热生自由载流子。期望碲镉汞探测器在具有高工作温度(High Opeating Temperature,HOT)的同时而又无需牺牲性能。HOT碲镉汞探测器的设计目标主要是抑制俄歇过程,从而降低探测器噪声和低温制冷需求。从相关基本概念出发,讨论了对HOT碲镉汞物理机制的理解以及近年来HOT碲镉汞技术的发展状况。     

论高工作温度碲镉汞红外探测器（上）

与用其他材料制备的红外光子探测器相比,碲镉汞红外探测器具有带隙灵活可调、量子效率较高以及R_0A接近理论值等优点。碲镉汞探测器的主要缺点是需要低温制冷,以抑制引起噪声的热生自由载流子。期望碲镉汞探测器在具有高工作温度(High Operating Temperature,HOT)的同时而又无需牺牲性能。HOT碲镉汞探测器的设计目标主要是抑制俄歇过程,从而降低探测器噪声和低温制冷需求。从相关基本概念出发,讨论了对HOT碲镉汞物理机制的理解以及近年来HOT碲镉汞技术的发展状况。     

用于可见光/短波红外双波段探测的碲镉汞技术

论述了一种基于短波碲镉汞材料的可见光/红外双波段探测技术。通过更换可见光和短波红外镜头的方式,利用短波碲镉汞探测器分别进行了可见光和短波红外成像。结果表明,短波碲镉汞探测器可以进行可见光成像,这就为同时探测可见光和短波红外光提供了可能。     

碲锌镉单晶生长技术

1 碲锌镉单晶的用途 红外探测器的量子效率与选用的红外敏感材料密切相关。与锑化铟(InSb)、碲化铅(PbTc)、Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱及氧化物铁电薄膜相比,采用碲镉汞(MCT)材料制备的红外探测器具有很高的量子效率(可达70％)。据有关     

碲镉汞高工作温度红外探测器

基于当前红外探测器技术的发展方向,从高工作温度红外探测器应用需求的角度分析了碲镉汞高工作温度红外探测器在组件重量、外形尺寸、功耗、环境适应性及可靠性方面的优势。总结了欧美等发达国家在碲镉汞高工作温度红外探测器研究方面的技术路线及研究现状。从器件暗电流和噪声机制的角度分析了碲镉汞光电器件在不同工作温度下的暗电流和噪声变化情况及其对器件性能的影响;总结了包括基于工艺优化的Hg空位p型n-on-p结构碲镉汞器件、基于In掺杂p-on-n结构和Au掺杂n-on-p结构的非本征掺杂碲镉汞高工作温度器件、基于nBn势垒阻挡结构的碲镉汞高工作温度器件及基于吸收层热激发载流子俄歇抑制的非平衡模式碲镉汞高工作温度器件在内的不同技术路线碲镉汞高工作温度器件的基本原理,对比分析了不同技术路线碲镉汞高工作温度器件的性能及探测器制备的技术难点。在综合分析不同技术路线高温器件性能与技术实现难度的基础上展望了碲镉汞高工作温度器件技术未来的发展方向,认为基于低浓度掺杂吸收层的全耗尽结构器件具备更好的发展潜力。     

通过降低表面漏泄电流提高InAs/GaSb应变层超晶格探测器性能

基于Ⅱ型中波红外和长波红外InAs/GaSb应变层超晶格的光电二极管可以用于民用和军用领域的各个方面。目前,这些领域最常用的探测器都是碲镉汞探测器。但是,碲镉汞合金的电子质量较小（约为0.009m₀）,由于隧道效应的关系,它们会产生过多的暗电流。况且,大面积空间均匀性不足对于碲镉汞探测器来说依然是个     

碲镉汞薄膜材料

碲镉汞薄膜材料电子工业部十一所陈世达碲镉汞探测器是目前最重要的红外探器之一，通过对材料组分ｘ的调节，它可以探测１～２０μｍ红外波长，在红外成象，红外、激光制导、激光雷达及激光探测方面有着极其广泛的用途。研究与发展多元和焦平面碲镉汞探测器件是国内外研究...     

温差电致冷探测器

温差电致冷探测器组件是一种坚固、重量轻、比较便宜的器件,可供在适中温度(150～250K)下工作的红外系统的设计者和用户使用。本文探讨了温差电致冷探测器组件的一些比较重要的特点,在与其他致冷方式相比时它们的优点和不足之处,以及它们的可靠性。本文对这些器件的一些应用作了简要评述。另外讨论了设计者在选择红外系统所用致冷技术时所必须考虑的一些因素。     

高工作温度碲镉汞红外探测器研究进展

高工作温度碲镉汞红外探测器作为最近来发展起来的新型探测器,在保证性能不变的基础上,实现了尺寸小、重量轻、功耗低等功能,成为军事侦察、无人机、无人平台的重要探测器件。本文阐述了高工作温度碲镉汞红外探测器的基本原理,重点介绍了碲镉汞P-on-N红外探测器的器件结构设计,并且对美国Raytheon、法国Sofradir、德国AIM、美国Teledyne、美国DRS等公司的研究进展进行了综述性介绍。     

多元光导碲镉汞和双波段红外探测器

本文简单叙述长波１６０元光导碲镉汞红外探测器，３～５μｍ锑化铟和８～１２μｍ光导碲镉汞双波段红外探测器的制造工艺过程，性能和使用情况。     

多元光导碲镉汞的双波段红外探测器

本文简单叙述长波１６０元光导碲镉汞红外探测器，３－５μｍ锑化铟和８－１２μｍ光导碲镉汞双波段红外探测器的制造工艺过程，性能和使用情况。