复合热释电薄膜红外探测器的二维热分析

根据热释电薄膜红外探测器的结构和测试条件,使用有限元软件Ansys对其进行了二维热分析,得到了探测器受到红外辐射后的温度场.分析了复合热释电薄膜红外探测器的绝热层对温度场的影响,并将它与微桥结构探测器的性能进行了比较.结果表明,复合热释电薄膜红外探测器的绝热层能有效地减小热流向硅衬底的散失,并且探测器的响应随着绝热层厚度的增大而增大;当复合热释电薄膜红外探测器中绝热层的热导率低于空气的热导率时,它的绝热性能优于微桥结构.     

钛酸锶钡热释电薄膜及其非制冷红外探测器研究

开展了钛酸锶钡(BST)热释电薄膜材料制备工艺研究,及其在单元器件和焦平面器件中的应用研究.在删Pt/Ti/SiO2/Si衬底上,用倒筒靶射频溅射方法制备了BST热释电薄膜.通过低温缓冲层技术和调控自偏压的方法,降低了BST薄膜的生长温度,提高了BST薄膜的c轴取向度和耐压特性,解决了薄膜制备的均匀性和一致性问题,使薄膜热释电系数达到6.7×10-7Ccm-2K-1.利用微细加工的方法,制备出全集成的BST薄膜单元红外探测器,抗过载能力强,探测器达到8×107cmHz1/2W-1,可以满足"灵巧弹药"的使用要求.实验表明,制备BST热释电薄膜的工艺不会对新型的耐高温读出电路造成破坏,为研制高性能的BST薄膜型焦平面探测器奠定了基础.     

非制冷型热释电薄膜红外探测器的制备及应用

介绍了室温非制冷型热释电薄膜红外探测器的原理和优势。从热释电材料的选择及器件的结构设计等方面阐述了热释电薄膜红外探测器的制备技术和研究动向,并归纳了器件的主要应用领域。     

多层热释电薄膜红外探测器的PSPICE模型

在分析了热释电探测器工作原理的基础上,利用PSPICE的ABM功能建立了多层薄膜热释电红外探测器的等效电路模型。该模型可以模拟多层薄膜热释电探测器热学和电学特性的暧态响应和频率响应,模拟的结果与实验数据相一致,等效电路模型与读出电路连接,然后对热释电探测器系统进行模拟,分析不同条件下探测器的响应特性。选取不同的电路参数,该模型也同样适用于其他类型的热释电探测器。     

红外探测器材料和HgCdTe材料的发展现状

简要介绍了主要的红外探测器材料,包括半导体光电探测器材料,热释电材料和热敏电阻材料,回顾了ＨｇＣｄＴｅ材料的发展历史和现状,液相外延,分子束外延和金属有机物汽相外延是目前生长ＨｇＣｄＴｅ薄膜的３种主要技术,作者认为,薄膜材料是今后红外探测器材料的主要研究课题。     

非晶YBCO薄膜热释电红外探测器

介绍了非晶YBCO薄膜用作非制冷热释电红外探测器材料。它在室温下显示出强的热释电行为,并且容易在室温下采用射频磁控溅射法沉积,制备工艺与CMOS工艺相兼容,是 一种很有潜力的热释电探测器材料。并介绍了非晶YBCO热释电薄膜的研究现状,阐述了该薄膜及其探测器的制备技术和研究动向。     

用旋涂法制备的热释电聚合物薄膜研究

PVDF聚合物热释电薄膜是一种新的激光与红外辐射探测器材料,它比无机薄膜更易于与硅微加工工艺为基础的硅读出电路兼容.本文用旋涂法制备了一种聚合物热释电薄膜,对其进行了红外光谱和X射线衍射分析,并研究了其热释电响应特性,结果表明与其他方法(流延法和压膜法)相比,旋涂法制备的聚合物薄膜样品对热响应具有更高的灵敏度,更适合用作激光与红外辐射探测器材料.(PH2)     

薄膜热释电红外探测器吸收和响应性能的模拟研究

采用吸收、热传导和热释电响应模型,对薄膜热释电红外探测器的吸收和响应性能进行了模拟研究.当膜系中各膜层材料的物性参数确定时,对于不同波长的红外辐射及在不同的调制频率下,探测器主要性能的优劣与探测系统的结构设计密切相关.     

金属—介质—金属结构的热释电探测器的红外吸收

本文应用多层介质薄膜的特征矩阵理论,研究了具有金属-介质-金属结构的热释电探测器的红外吸收特性,着重计算了当热释电介质材料具有红外吸收时探测器结构的吸收率。指出,通过优化参数选择,可以采用上述结构制成快速响应的热释电探测器。     

复合热释电薄膜红外探测器的研究

热绝缘结构是热释电红外探测器的关键技术之一."复合热释电薄膜红外探测器"是用多孔SiO2薄膜来绝热的,这种无空气隙的新型结构被认为具有更高的机械强度和可靠性.采用溶胶-凝胶技术制备了热导率极低的多孔SiO2薄膜,用金属有机物热分解法制备了优质的铁电薄膜,实现了"复合热释电薄膜"热绝缘结构,获得的星探测率最大值达9.3×107cm.Hz1/2/W.通过快速热处理工艺的采用,提高薄膜一次成膜厚度的研究,改善了薄膜制备与微电路工艺的兼容性.研究了多孔膜厚度、孔径分布与探测率的关系,探讨了镍酸镧(LNO)薄膜作为缓冲层、红外吸收层和上电极的多功能作用.结果表明:孔径分布小的多孔膜有利于探测器性能的提高.在此结构中,存在热性能和电性能的折中问题,多孔膜厚度有一个临界值.LNO薄膜的引入,可以改善性能、简化结构和工艺.讨论了低温铁电薄膜的制备和性能,以及与微电路实现单片集成等问题.     

Pb（Zrx，Ti1-x）O3成分梯度铁电薄膜的制备、结构及电性能表征

采用Sol-Gel方法,通过快速热处理,在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出Pb(Zrx,Ti1-x)O3成分梯度薄膜.经俄歇微探针能谱仪(AES)对制备的"上梯度"薄膜进行了成分深度分析,结果证实其成分梯度的存在.经XRD分析表明,制备的梯度薄膜为四方结构和三方结构的复合结构,但其晶面存在一定的结构畸变.经介电频谱测试表明,梯度薄膜的介电常数比每个单元的介电常数都大,但介电损耗相近.在10 kHz时,上、下梯度薄膜的介电常数分别为206和219.经不同偏压下电滞回线的测试表明,上、下梯度薄膜均表现出良好的铁电性质,其剩余极化强度Pr分别为24.3和26.8 μC·cm-2.经热释电性能测试表明,热释电系数随着温度的升高逐渐增加,室温下上、下梯度薄膜的热释电系数分别为5.78和4.61×10-8 C·cm-2K-1,高于每个单元的热释电系数.     

PLCT系列热释电薄膜的最新研究进展

热释电红外探测器广泛应用于辐射测温，红外光谱测量，安全警戒，红外热成像等领域。掺杂钛酸铅薄膜是性能优异，应用广泛的热释电薄膜，文章主要介绍了镧，钙双掺的钛酸铅薄膜的性能。比较了不同组分的PCT、PLT、PLCT铁电材料的制备方法、结晶性、铁电性、介电性及热释电性能与分组的关系，并对PLT系列热释电薄膜材料的应用前景作了探讨。     

铁电材料红外热释电系数测试研究

基于动态变温方法及间接热释电电流法的原理,设计并研制了一套已获专利授权的动态热释电系数测试系统。介绍了该系统的测量原理、设计方法及组成,用已知热释电系数值的锆钛酸铅（PZT）陶瓷及钽酸锂（LT）单晶作为参考样品对系统进行了调试,并对PZT、聚二氟乙烯（PVDF）及钛酸锶钡（BST）等几种常见的铁电薄膜材料的热释电系数进行了测试。结果表明,热释电系数测试值与参考值吻合很好,而且该系统具有控温精度高（±0.002 ℃）、噪声低（≤14 nV）、测试动态范围大（1×10-11~1×10-4 C·cm-2·K-1）等优点,它不仅能满足传统热释电模式工作的PZT系列材料热释电系数的测试需要,还可用于测量热释电-介电模式工作的BST系列材料的热释电系数。文中所开发的动态法热释电系数测试系统完全可满足未来铁电材料在红外探测应用领域的研究要求。     

朗谬尔（LB）热电薄膜及其在热电器件方面的应用

LB膜是一种由有机高分子定向排列组成的单分子层或多分子层薄膜材料。通过沉积两种不同种分子的交替层,可以形成非中心对称结构的热电性LB膜,是制作红外检测系统用热电元件的新型有机薄膜材料。本文主要叙述LB膜的制法、热电性膜的制法、热电性LB膜的进展概况及其在热电器件方面的应用和性能评价。     

非致冷热释电红外探测器敏感元的研究

非致冷热释电红外探测器由于具有光谱响应宽、无需致冷等显著优点，近年来成为红外成像领域的研究热点，其结构中最关键的部分是敏感元。研究敏感元材料的制备、结构和性能，采用半导体光刻工艺和化学腐蚀的方法成功地对PZT铁电薄膜进行刻蚀，同时采用剥离技术对相应的电极实现了图形化。     

外延铁电薄膜的研究进展

铁电薄膜具有优良的铁电、压电、热释电、电光、声光及非线性光学特性，在微电子学、光电子学及集成光学等领域有许多重要应用。近年来，随着铁电薄膜制备技术的发展，外延铁电薄膜的研究已受到广泛重视。文章对外延铁电薄膜的研究现状作了简要评述，并指出了目前存在的一些问题和未来的发展方向。     

Preliminary study on pyroelectric lithium tantalite by a novel electrostatic spray pyrolysis technique

In this paper, we report the first results obtained for pyroelectric LiTaO₃ thin films prepared on silicon substrates by electrostatic spray pyrolysis (ESP), a simple, low cost and efficient technique not widely used for LiTaO₃ deposition, using lithium acetylacetonate and tantalum ethoxide in a mixture of methanol. The effect of the growth and annealing temperature on the structural and optical properties has been investigated. X-ray diffraction measurements have shown that LiTaO₃ thin films became preferentially oriented in the (0,1,2) plane after annealing treatment in an oxygen environment using the rapid thermal processing. On the other hand, a thermal stress's modeling is performed to observe the effect of growth temperature on the as-deposited films and the substrates. The SEM images have shown that the film heat-treated at 600 °C became more homogeneous and smoother than that before annealing. The optical phonon modes of the LiTaO₃ thin films have been also investigated using infrared reflectivity (FTIR) and Raman spectroscopy.     

Ferroelectric thin and thick films for microsystems

Ferroelectric oxide thin and thick films are interesting materials for microsystem devices because of their wide range of useful properties, particularly the pyroelectric and piezoelectric effects. The ability to grow these films at relatively low temperatures onto a wide range of substrates, including silicon, is especially important. This paper discusses the use of CSD processes to grow high-quality ferroelectric PZT30/70 thin films onto platinised silicon substrates at low temperatures (from 400°C to 575°C), with particular reference to their use in pyroelectric infra-red detector arrays and other MEMS devices. The various factors important to the use of sol–gel processes are discussed, including mechanisms for sol ageing and for perovskite nucleation and growth. The latter is interesting, involving the formation of a transient Pt₃Pb phase that acts as a nucleation layer for the templated growth of the PZT layer. The effects of Mn doping on the resulting materials properties are discussed. It leads to a strong asymmetry in the ferroelectric hysteresis behaviour as well as improved pyroelectric performance. Techniques for increasing the thickness of sol–gel layers, and the reasons for the appearance of nanoporosity, are reviewed. Finally, the use of sol–gel techniques for the fabrication of composite piezoelectric ceramic thick films (10–20 μm thick) at low temperatures (710°C) are discussed.