高温超导红外探测器的研制

用在两种衬底(SrTiO_3和LaAlO_3)上生长的YBa_2Cu_3O_(7-x)。薄膜制成高灵敏的热敏型高温超导红外探测器。经500K标准黑体的测量,在10Hz调制频率时,以SrTiO_3为衬底的器件,D~*(500,10,1)达8.2×10~8cm·Hz~(1/2)/W,NEP(500,10,1)达1.6×10~(10)W/Hz~(1/2);以LaAlO_3为衬底的器件,NEP(500,10,1)达10~(-11)W/Hz~(1/2)。还测量并分析了D~*和NEP随频率的变化和噪声频谱。     

7μmGaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器

利用GaAs(51(?))/Al_(0.36)Ga_(0.64)As(200(?))多量子阱结构实现了黑体辐射的探测,探测器的峰值波长为7μm,77K温度下D~*达到1.09×10~9cm·Hz~(1/2)·W~(-1),电压响应率为2.5×10~4V·W~(-1).     

512×512元PtSi肖特基势垒IR CCD图像传感器

研制了隔行扫描单片式内线转移结构512×512元PtSi肖特基势垒红外电荷耦合器件(CCD)。器件采用最小2μm设计规则,两层多晶硅结构。器件的像元尺寸为36μm(H)×34μm(V),填充系数为40％。器件工作在80K温度下。在阵列帧频为30帧每秒及镜头为 F/1条件下,器件噪声等效温差为0.15K。用1000K黑体测得其探测率D~*为1×10~(10)cm·Hz~(1/2)/W。对器件设计及性能测试结果进行了介绍。     

我国列阵高T_C超导红外探测器研制成功

上海技术物理所刘心田、石保安等人,最近研制成功一种1×8元线阵高T_C超导红外探测器。它是根据处在转变边的超导体,当吸收红外辐射后引起电阻值急剧变化的原理制成的。所用的材料为YBaCuO薄膜,转变温度T_C约90K。8元总面积为1mm×2mm,单个敏感元面积为0.2mm×0.2mm,其最小可探测功率NEP在(2.5～7.4)×10~(-11)WHz~(-1/2)之间,探测率D~*在(2.8～8.0)×10~8·cm·Hz~(1/1)·W~(-1)之间。超导红外     

热释电探测器

一、引言热释电探测器是70年代中取得重要进展的一种新型器件。目前最好的单元探测器探测率D(500,10,1)已达到5×10~9cm·Hz~(1/2)/W。我国从1970年开始研究这种探测器,其单元探测器性能已达到国际先进水平。但在热释电多元列阵及热释电/CCD混成探测器领域差距还很大。     

基于金属-半导体-金属结构的Bi2Te3室温高响应率太赫兹探测器

基于二维拓扑绝缘体Bi_2Te_3材料利用微纳工艺制备了金属-拓扑绝缘体-金属(MTM)结构的太赫兹光电探测器.器件在0. 022 THz的响应率可达2×10~3A/W,噪声等效功率(NEP)低于7. 5×10~(-15)W/Hz~(1/2),探测率D~*高于1.62×10~(11)cm·Hz~(1/2)/W;在0. 166 THz的响应率可达281. 6 A/W,NEP低于5. 18×10~(-14)W/Hz~(1/2),D~*高于2. 2×10~(10)cm·Hz~(1/2)/W;在0. 332 THz的响应率可达7. 74 A/W,NEP低于1. 75×10~(-12)W/Hz~(1/2),D~*高于6. 7×10~8cm·Hz~(1/2)/W;同时器件在太赫兹波段具有小的时间常数(7～8μs).该项工作突破了传统光子探测的带间跃迁,实现了可室温工作、高响应率、高速响应以及高灵敏度的太赫兹探测器件.     

高质量n-Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te外延膜的制备及其在红外探测器(λ=8～14μm)中的应用

在过Hg压下对外延膜退火,然后给退火层扩散铟,可在CdTe衬底上制得高迁移率的n-型Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te液相外延膜,其重复性好。在77K时,载流子浓度和霍尔迁移率分别为1.5～2.0×10~(15)cm_(-3)和1.0～1.5×10~5cm~2/V·s。使用这些外延膜之一制作的光导红外探测器的D_μ~*>2×l0~(10)cm·Hz~(1/2)/W(8～14μm),峰值D_(λp)~*3×10~(10)cm·Hz~(1/2)/W(13μm)。     

高D~*、快响应钛酸锆酸铅热电探测器

已制得D~*(500°K,1.1)=7×10~8厘米·赫~(1/2)/瓦的大面积PZT探测器和最小响应时间为5毫微秒的快速探测器。热电系数为27毫微库仑/厘米~2°K及对此器件测得的材料灵敏值为2.8×10~(-9)库伦厘米/焦耳。     

高温超导红外探测器的研制

采用高温超导薄膜YBaCuO和GdBaCuO研制超导红外探测器。将超导膜通过光刻湿法腐蚀成形后,用剥离技术制备金电极并合金化,热压焊接4根引线,超导芯片安装在抽空窗口为KRS-5的红外探测器杜瓦瓶中。77K超导红外探测器的测试性能为:NEP_(min)=1.6×1~(-9)W/Hz~(1/2),D_(bbmax)~*=4.15×10~7cmHz~(1/2)/W,R_(max)(500K)=136V/W,τ_(min)=8.8ms,λ_p=13.6μm。对超导器件的稳定性考察得出:微桥寿命最短,长桥次之,蛇形较长。一支蛇形器件经过数十次的冷热循环和电测试,寿命已超过5个月。     

1×8线阵高温超导远红外热型探测器研制

采用高质量的 YBCO 高温超导薄膜,研制成1×8线阵超导远红外热型探测器。测量了线阵中各单元器件的性能,结果表明:NEP 在10~(-11)WHz~(-1/2),D~*在10~8m·Hz~(1/2)·W~(-1)的范围内。     

两种新型红外探测器

华北光电技术研究所近期研制成下述两种红外探测器: 1.碲锡铅异质结红外探测器 这是以碲锡铅晶体作衬底、用液相“异质结”外延技术制成的红外探测器。响应波长为8～12μm,适于室温目标的探测、成象。可应用于红外前视、医用热成象、遥感、跟踪、污染监控等方面。该器件的探测率D一般大于1×10~(10)cm·Hz 1/2/W,最高的D≥4～5×10~(10)cm·Hz 1/2/W;峰值波长λ_p≥10μm。经     

光学浸没型双色HgCdTe光导探测器

本文利用光学浸没原理以及叠层双色探测器工作原理,研制出浸没型3μm～5μm,8μm～12μm双色HgCdTe光导探测器.3μm～5μm探测器峰值探测率可达10~(11)cmHz~(1/2)/W;8μm～14μm探测器峰值探测率达7.0×10~(10)cmHz~(1/2)W.峰值响应率可达10~3V/W.     

132元InSb光伏线列的研究

报道了我们研制出的132元InSb光伏线列的制备工艺及其性能。线列是采用流行的Cd扩散工艺和光刻剥离技术制成的,每个线列装于封离的检测杜瓦瓶中,77K,线列典型检测元的探测率D~*(500,1000,1)为(0.8～1.5)×10~(10)cm·Hz~(1/2)/W。     

液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体

由于冶金学性质的限制和高的Hg蒸汽压,要制备均匀的接近完整的Hg_(1-x)Cd_xTe块状晶体非常困难。然而,采用改进的开管水平滑移接触型液相外延(LPE)系统,能成功地控制生长系统中的Hg压和溶液的组分,在CdTe衬底上生长出Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体。用金相观察、X光衍射、扫描电镜分析、电学测量等方法,证明了Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体具有高质量。样品组分一般为x(?)0.2～0.4。薄膜层的厚度均匀,层厚在10～40μm之间。层的结构受CdTe衬底限制。低温纯化处理后,外延层为n型。x=0.27的外延层77K时的电学性质为n≤3×10~(15)/cm~8,霍尔迁移率μH为10~3～4×10~4cm~2/V·s。在国内首先做出了可以出售的光导探测器,此探测器在77K时,D_(λp)~*(500,1000,1)=2.8×10~9～1.8×10~(10)cm·Hz~(1/2)·W~(-1),可与块状晶体的相比较。     

9μm Cutoff 128×128 AlGaAs/GaAs Quantum Well Infrared Photodetector Focal Plane Arrays

报道了128×128 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列的设计和制作. 采用金属有机化学气相淀积外延技术生长外延材料，并在GaAs集成电路工艺线上完成工艺制作. 为得到器件参数，设计制作了台面尺寸为300μm×300μm的大面积测试器件；77K下2V偏压时暗电流密度为1.5E-3A/cm2; 80K工作温度下，器件峰值响应波长为8.4μm，截止波长为9μm，黑体探测率DB为3.95E8 (cm·Hz1/2) /W. 将128×128元 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列芯片与相关CMOS读出电路芯片倒装焊互连，在80K工作温度下实现了室温环境目标的红外热成像，盲元率小于1%.     

双色红外探测器研究

为适应遥感、遥测及精确制导技术的发展,我们已研制出一定性能的CdS/HgCdTe(0.3～0.5μm/3～5μm)、Si/InSb(0.3～1.05μm/3～5μm)、Si/HgCdTe(0.3～1.05μm/3～5μm)、HgCdTe/LiTaO_3(3～5μm/8～14μm)、HgCdTe/HgCdTe(3～5μm/8～14μm)等多种双色红外探测器。其中HgCdTe/HgCdTe(3～5μm/8～14μm)光导双色探测器的峰值探测率D~*(5.1,980,1)=2.1×10~(10)cmHz~(1/2)/W,D~*(9.8,980,1)=8.1×10~9cmHz~(1/2)/W, 峰值响应率R(5.1,980,1)=1.3×10~4V/W,R(9.8,980,1)=373V/W。文中介绍了双色探测器的设计、结构、制备及器件的性能水平。     

105°K用15.5微米(Hg,Cd)Te光电导红外探测器

1.引言本文是美国亨尼威尔辐射中心根据与国家宇航局Goddard宇宙飞行中心签定的合同(NAS 5-21068)进行研究的最后技术报告。所研究的是在105°K或更高温度下工作的高性能15.5微米(Hg,Cd)Te光电导红外探测器。其设计目的与技术指标如下: (1)在15.5微米处探测度D_λ~*大于5×10~9厘米·赫~(1/2)/瓦; (2)工作温度高于105°K; (3)响应时间小于50微秒。所有的设计要求都得到了满足。另外,还进行了下列测量: (1)D~*与波长的关系(105°K); (2)D~*与探测器温度的关系(在15.5微米处);     

非制冷型InAsSb光探测器在8～9μm波长的性能提高

研究提高非制冷型铟砷锑(InAsSb)光子探测器在8～9μm波长的灵敏度。用 熔体外延(ME)技术在砷化铟(InAs)衬底上生长了长波长InAsSb厚外延膜,外延层 厚达到50 μm。X-射线衍射(XRD)谱测量表明,外延层为高质量单晶。电子探针 微分析(EPMA)组份分布图像显示,Sb在外延层中的分布比较均匀。用该材料制作了 光导探测器,在探测器上安装了锗(Ge)浸没透镜。非制冷条件下,器件的光谱响应证 明,InAs0.06Sb0.94探测器在波长8.0μm及9. 0μm处的 探测率D*分别为1.30×10⁹cm·Hz 1/2·W－1 及0.28×10⁹cm·Hz1/2·W－1,比InAs0.02 Sb0.98探测器提高了1个数量级,这是由于 InAs0.06Sb0.94材料中As组份的增加引起的。而在波长6.5 μm 处,InAs0.06Sb0.94和 InAs0.02Sb0.98的峰值探测率Dλp均达大于1.00×10 ⁹cm·Hz1/2·W－1,可应用在红外探测和成像领域。     

自支撑P(VDF-TrFE)红外探测器（英文）

制备了具有自支撑绝热结构的Al/P(VDF-TrFE)/NiCr红外探测器单元,其中NiCr半透明膜作为探测器的上电极和吸收层.实验结果表明:P(VDF-TrFE)薄膜具有很好的铁电性和热释电性,其铁电剩余极化强度和热释电系数分别为7.1μC/cm~2和27μC/m~2K;探测器单元在10 Hz工作频率下对黑体温度500 K的辐射源的电压响应率和探测率分别为1500 V/W和5×10~7 cmHz~(1/2)W~(-1);通过对电压响应率随频率变化的实验数据进行拟合,得到探测器单位面积的热导和吸收率分别为2.5×10~(-3) W/cm~2K和0.1;利用P(VDF-TrFE)探测器单元可对目标物体实现热成像.     

320×256 GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器

采用n型GaAs/AlGaAs量子阱材料,反应离子刻蚀RIE设备进行光栅、像元分割刻蚀,制备了320×256格式的长波量子阱红外探测器,像元中心距30 μm,像元光敏面28 μm×28 μm,两像元间距2 μm,达到了目前国际上1k×1k量子阱焦平面探测器像元间距研制水平。通过对320×256阵列上设计的陪管区进行光电性能测试,平均黑体探测率1.66×109 cm·Hz/W-1,响应率89.6 mA/W。