基于低缺陷ZnO电子传输层的PbS量子点光电探测器研究

PbS胶体量子点因其光吸收系数高、制备成本低、沉积工艺简单、带隙可调等优点,成为备受关注的新型红外探测纳米材料。光电二极管结构的PbS量子点光电探测器通常使用高透过率、高电子迁移率的ZnO来制备N型层,以加快光生载流子的分离和提取。但是通过溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜在制备过程中会在薄膜中产生缺陷,限制ZnO层性能的发挥。本文通过调节ZnO前驱体溶液的浓度成功制备出缺陷更低的ZnO薄膜并应用于ZnO/PbS光电探测器件,经测试,当溶液浓度为0.7M(mol/L)时,所制备的器件表现出最佳的性能,在1 600 nm处的响应度和探测率分别为0.32A/W和3.48×10¹¹Jones,外量子效率为25%,器件的响应时间为τ_R=130μs,τ_F=20μs。这项工作为PbS量子点光电器件性能的优化提供了新的解决方案。     

退火对ZnO薄膜特性的影响与紫外探测器的研制

利用射频磁控溅射技术在SiO2/n-Si和石英玻璃衬底上制备了具有C轴择优取向的ZnO薄膜,研究了退火对ZnO薄膜特性的影响,并在以SiO2/n-Si为衬底、退火温度为900℃的薄膜上制作了Ag-ZnO-Ag肖特基型和Au-ZnO-Au光电导型MSM叉指结构的紫外探测器。所制作的两种MSM紫外探测器在350 nm波长紫外光照下电流增加,在紫外波段有较高的响应度,光响应度峰值在370 nm附近。     

以Si3N4作增透膜的Si基Ge量子点探测器的研究

设计并制作了以Si3N4作增透膜的Si基Ge量子点红外探测器.采用气态源分子束外延(GSMBE)方法在Si(100)衬底上生长了20层的自组织Ge量子点.在此基础上,流水制作了p-i-n结构的量子点红外探测器.为了提高探测器的响应度,采用Si3N4作为增透膜以增强探测器对入射光的吸收.用传输矩阵方法模拟的结果显示,185上nm厚的Si3N4增透膜可以使探测器在1310 nm波长处具有较高的吸收率.根据此结果,用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在探测器表面淀积了185 nm的Si3N4.在室温下,测得量子点探测器在1.31μm处的响应度为8.5 mA/W,跟没有增透膜的器件相比,响应度提高了将近30倍.     

Si基多层Ge量子点近红外光电探测器研制

采用超高真空化学气相沉积( UHV/CVD)技术在Si衬底上外延生长了PIN结构多层Ge量子点探测器材料。 PIN探测器结构由N型Si衬底,多层Ge量子点吸收区,和原位掺杂P型Si盖层构成,电极分别制作于N-Si和P-Si上,以获得好的欧姆接触。制备的Si基Ge量子点光电探测器具有较低的暗电流密度(-1 V偏压下为7.35×10-6 A/cm2),与Si相比,探测波长延伸到1.31μm波段。     

高Tc 超导薄膜热敏红外探测器 的物理特性和工艺研究

本文对以高T_C超导薄膜为探测元的热敏红外探测器进行了理论分析和模拟设计.对影响器件性能的关键因素——热导G和电阻温度系数α,作了深入的理论分析,得到器件结构参数的最佳设计.在此基础上开展了相关的工艺研究:YSZ缓冲层和YBCO超导薄膜的制备;硅基片的微机械加工技术及YBCO膜的激光刻蚀技术.     

用磁控溅射法制备的CdS薄膜的光电特性

摘 要： 本文研究了采用磁控溅射方法制备的CdS薄膜的工艺及光电性质，在200℃、300℃、400℃、500℃下分别进行50min的退火处理，SEM扫描发现退火处理后的CdS薄膜成膜质量更好。通过SEM测得CdS薄膜厚度为10μm，计算出CdS薄膜的溅射速率为7.5μm/h。通过探针I-V测试表明，400℃退火处理下，CdS薄膜的光电导特性最为优异，光电流与暗电流之比可达2134.8。     

Ti3C2TX/硅微孔阵列光电探测器的研究

过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)具有高电导率、大范围可调的功函数等特性,在高性能光电探测器的构筑中有着广阔的应用前景。本文采用简单的旋涂方法在具有六边形微孔阵列的n-Si上制备了Ti₃C₂T_X MXenes肖特基接触电极,构建了垂直的Ti₃C₂T_X/硅微孔阵列肖特基结光电探测器。研究发现器件具有良好的整流特性,势垒高度为0.68 eV,在零偏压工作模式780 nm光照下,响应度为40.2 mA/W,响应速度为0.025 ms。基于器件良好的光电响应,获得了高质量的PPG信号,成功用于心率监测。     

光电探测器前置放大电路研究

在弱光检测中,光经过光电探测器转换为电信号,此信号极其微弱。要实现光电转换,并有效地利用这种信号,必须对光电器件采取适当偏置,然后再将已转换的电信号进行放大处理。对光电导器件、光伏型探测器、光电流型探测器的前置电路进行研究与设计。根据不同种类的探测器及探测光信号的频率特性选取不同的偏置与放大电路,使前置电路的性能达到最优。     

PIN型有机太阳能电池的研究

利用PEDOT:PSS作阳极修饰材料,并提高沉积温度,在ITO玻璃基板上制备PIN结型有机太阳能电池,利用太阳能电池外量子效率测试系统测试上述获得的有机太阳能电池光谱响应特性,分析薄膜结晶性对器件性能的影响。实验结果表明插入修饰材料和提高基底温度均可提高PIN结型有机太阳能电池的性能,这是因为薄膜结晶性在这些方法下得到提高,促进了空穴的传输。此外结晶性的提高有利于光谱吸收的红移,为高光电转化效率的太阳能器件制备提供了指导。     

四象限光电探测器象限间一致性测量方法

将四象限光电探测器应用于目标方位测量时,探测器四个象限的一致性至关重要.用日光灯灯光作光源测量四象限光电探测器象限间响应度一致性,此方法简单有效,容易实现,且能达到较高的精度.用此方法测量了一个GT111四象限光电探测器,其象限间响应度一致性＞82%,测得的结果显示GT111四象限光电探测器具有较好的象限间响应度一致性.     

有聚酰亚胺绝热层的新型非制冷红外探测器

提出了一种基于聚酰亚胺绝热层的新型非制冷红外探测器结构.该结构具有工艺简单、成本低廉、成品率高等优点.利用底部反射金属层可以提高红外吸收率;底层金属和有源层间的隔离层不仅可以减小器件热导,还可以和上层材料层构成三明治红外吸收结构,进一步改善红外吸收效果.对制备工艺进行了简单介绍,器件性能测试结果表明,该新结构探测器虽然和空腔结构探测器的探测率相当,但在工艺制备及成品率方面要优异得多.     

高性能硅微孔结构光探测器设计及性能研究

文章以制备高性能窄带近红外光电探测器为目的,利用Silvaco TCAD设计并优化了硅微孔/石墨烯肖特基二极管窄带近红外光探测器的结构参数,通过感应耦合等离子体(ICP)刻蚀、湿法转移等工艺方法构建了硅微孔阵列/石墨烯肖特基二极管,研究了肖特基二极管的窄带响应机制和硅微孔陷光结构对近红外响应的影响规律。光电特性表征发现,探测器具有自滤光的窄带近红外响应特性,在1064 nm波长光照射下出现光生电流峰值,-2V偏压下光电流为0.167mA,0V偏压下响应度达到52 mA/W。     

关于间接祸合光电探测器的存疑点剖析􀀁

本文用新的实验再一次证明，注入光敏器件是肖克莱晶体管理论运用于光敏器件的体制，并提出了光敏器件的最重要工作之一是提高它的信噪比，而不是单纯地增加灵敏度，注入光敏器件正是为了这个目的而提出的，其间着剖析了对间接耦合光电探测器的存疑点。     

基于硅微孔阵列自滤光肖特基二极管光探测器的研究

本文以构建自滤光肖特基光探测器为目的,利用Silvaco TCAD三维仿真设计探究微孔陷光结构对光探测器性能影响,通过光刻和感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀等微加工工艺,制备硅微孔阵列结构,湿法转移石墨烯电极,构建了硅微孔阵列/石墨烯肖特基二极管。光电特性表征发现,器件具有自滤光、可见光盲的近红外窄带响应,1064 nm为中值波长,且半峰宽为96 nm左右的自滤光窄带近红外响应特性,探测率高达3■10~(12)Jones,响应度达0.39A/W,高于普通plane Si/Gr肖特基二极管光探测器7倍以上。     

光电烟温复合探测器

提出了一种光电烟温复合探测器，它利用光敏元件接收烟雾粒了对红外脉冲光的散射信号，并利用半导体感温元件检测温度变化，经火险探测算法处理后输出相应的报警信号。这种探测器不仅保留了普通光电烟雾探测器阴燃火的高探测灵敏度，而且克服了普通光电烟雾探测器不能响应带温升的黑烟火的致命缺点，同时探测器还具有利用火险控测算法处理传感信号，产生多级报警和传感器与控制器通信等智能化功能，可以与控制器构成火险自动探测系统     

非晶硅光电导及其特性

<正> 本文简要论述氢化非晶硅(α-Si:H)的特性。描述了我们的研制系统。给出了实验结果及本征α-Si:H GD法生长光电导的最佳条件点。即在基底温度为265℃、射频源一定功     

P+PIN结构的650 nm光电探测器的研究

研究了一种新型P PIN结构的硅650 nm光电探测器,采用N型硅衬底,经过氧化光刻后,先作一次很薄淡硼扩散,再进行浓硼扩散,这样形成高低发射结的方法,减薄死层厚度,减少光生载流子的复合,提高了光电转换效率,从而使光谱响应度从普通650 nm光电探测器的0.30 A/W提高到了0.380 A/W,且具有约279 MHz的较高响应速度.     

量子点红外焦平面读出电路接口研究及选择

目前InGaAs等材料的短波红外探测器读出电路已经较为成熟，其输入级接口电路也因不同公司和项目需求有着相对成熟的选择，但是在量子点短波红外探测器读出电路输入级接口电路的选择上，现有可查阅的公司及团队也并没有对输入级接口电路的选择进行研究，为了解决量子点探测器与读出电路输入级接口的匹配问题，对量子点探测器所使用的主流读出电路输入级结构进行研究，如CTIA、BDI,通过建立其电路等效模型并进行详细分析，以注入效率为切入点进行公式的研究与推导，将量子点探测器测试所得IV、CV分别结合不同输入级电路结构进行计算及对比，选择出一个更适合量子点探测器的读出电路输入级结构，最终选择CTIA型电路作为量子点短波红外探测器读出电路的输入级接口，其注入效率大于99%。     

氩氧比对ZnO薄膜特性的影响与紫外探测器的研制

利用射频磁控溅射技术在SiO2／n—Si和玻璃衬底上制备ZnO薄膜,研究了溅射气体氩氧比对薄膜特性的影响,在氩氧比为2：3下所制备的ZnO薄膜c轴择优取向相对较好,薄膜的颗粒随氩氧比的增加而增大,所制备的薄膜在可见光均具有较高的透射率,吸收边在360-380nm附近;并在以SiO。／n—Si为衬底,氩氧比为2：3,经过退火处理的ZnO薄膜上制作Ag-ZnO—Ag肖特基MSM叉指结构的紫外探测器,所制作的探测器在5V偏压下漏电流为3．3×10^-8A,在紫外波段有较高的响应度,光响应度峰值在365nm附近。     

应用于光散射技术中的光电探测器设计

针对光散射技术的应用,介绍了一种光电探测器的设计.给出了前置放大电路、滤波电路和主放大电路,分析了每一部分电路的工作原理,介绍了主要电学器件的特性.通过实验对电路响应的线性度和电路的信噪比进行了分析,并为提高电路的线性度和信噪比采取了相应措施.实验结果表明:该设计有输出信噪比高、可靠性强、探测精度高、光电转换稳定等优点,在光散射测量技术中有很好的应用前景.