全国红外器件材料经验交流会资料简介

1 浸没型硫化铅红外探测器沈阳冶炼厂该探测器为室温工作的光导器件。工作面积1×1毫米~2。主要性能指标: 暗阻在0.1～1.5兆欧范围内; 探测度D~*(500K、800、1)在1.5～2.7×10~9厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。光谱分布1.2～2.6微米,峰值波长2.2～2.4微米。用不锈钢密封,经少量例行实验,从初步结果看,元件性能较稳定,可满足制导、跟踪及自动控制系统、测温等各种     

10.6微米固态微波偏压光电导探测器的组装系统

本文介绍用于10.6微米辐射的全固态灵敏接收器的研究。此接收器由射频偏压锗掺汞光电探测器和固态微波组件组成,它包括探测系统及微波偏压源(变换式电子振荡器)。调制频率为1千赫时,光电探测器的响应度为9.6×10~3伏/瓦,在光功率1微瓦时测得的光电导响应时间为7毫微秒。调制频率高于1.5兆赫时,探测器系统受放大器噪声限制,其噪声指数为8.5分贝。探测器在4°K 的噪声等效功率NEP(10.6微米、1.5兆赫、1赫)和探测度 D~*(10.6微米、1.5兆赫、1赫)分别为2.5×10~(-13)瓦(赫)~(-1/2)及4.15×10~(10)厘米(赫)1/2/瓦。     

卫星用长波HgCdTe探测器的研究

报道了卫星用长波HgCdTe红外探测器的性能。提出用波段探测率D_(Δλ)~*的概念来表征在105K下特定波段10.5～12.5μm工作的探测器性能。D_(Δλ)~*的值在1～3×10~(10)cmHz~(1/2)W~(-1)范围内,可靠性试验结果表明,探测器的失效率小于2.5×10~(-5)。     

溅射的碲镉汞光电二极管

在汞等离子体装置中进行三极溅射制成了红外(Hg,Cd)Te光电二极管探测器。采用共溅射技术,用加偏压的金属(金或铝)辅助靶,形成了p型和n型材料。用此法制得了2～14微米光谱区的高灵敏的异质结和同质结二极管。在10.6微米时,约2×10~(-3)厘米面积的光电二极管工作于77K时,呈现的比探测度D_λ~*(10.6,900赫,1赫)为1.5～4×10~(10)厘米·赫~(1╱2)瓦~(-1),零偏压下的电阻-面积乘积在1.2～3欧·厘米~2,外量子效率为55～60％。在10~5赫频率下测得的噪声电平约10~(-9)伏·赫~(-1╱2)。     

国外簡訊

美帝英帝生产的红外探测器及附件美帝spectronlcs公司生产的InSb光二极管红外探测器,最大尺寸为1厘米~2,峰值响应5微米,D_(500)~*为0.6～1×6×10~(10),尺寸范围2×10~(-5)～1厘米~2。这种器件有多元结构和单个结构,装于扁平封装,带金属或玻璃杜瓦并,可有滤光片或转接于机械致冷器的转接器。     

1～3微米光谱区用(Hg,Cd)Te光电二极管激光接收器

各种组分的(Hg,Cd)Te灵敏高速光电二极管探测器已制成,用于1～3微米的光谱区。这些探测器工作于室温,量子效率为40～70％,比探测度由1.3微米波长的3×10~(11)厘米·赫~(1/2)/瓦到3微米波长的5×10~9厘米·赫~(1/2)/瓦。冷却光电二极管探测器可改进性能。在77°K下2.2微米波长的比探测度测得为2×10~(12)厘米·赫~(1/2)/瓦,接近背景限。对探测器-前置放大器组件进行了响应时间测量,用的是0.9、1.06及1.54微米的脉冲辐射。响应时间约为10毫微秒,似乎与波长无关,但受RC乘积和放大器频带宽的限制。若光电二极管接一频带很宽的放大器,脉冲响应就被RC之积限制到0.5毫微秒,并测得另一时间常数(约为5毫微秒),据说它是由储存的载流子的渡越时间决定的。     

多谱Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器

本文报导高性能三波段Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器的制作工艺和特性。在77K分别测得上部、中间及底部元件在1～2、3～5及8～12微米波段的峰探测度为1.2×10~(12)、9.7×10~(11)及5.3×10~(10)厘米·赫~(1╱2)瓦~(-1)。在峰值波长时,外量子效率为75％、62％及51％。     

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.     

国外简讯

这种Pye公司生产的红外分光光度计用镍铬带状光源,探测器为IR-50气动式红外探测器(参见本期报导),线路中采用集成电路,波长响应2～25微米(SP 1100 ES型),扫描时间3、6、25、50分钟,精度±8厘米~(-1)(5000～4000厘米~(-1))～±1.5厘米~(-1)(1200～     

外延碲镉汞红外光伏探测器

用碲镉汞外延层制备了在77～130°K温度范围内工作的快速灵敏光伏探测器。采用结区形成技术就要牵涉到材料化学计量上的偏差。在77°K时,每个量子的光谱响应在很宽的波长范围内(3～14微米)都是平的,此时所测得的探测度值是3×10~9～3×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。外部量子效率是13％左右。时间常数不到1毫微秒。     

4×4掺铟硅CID阵列的研制

本文介绍了非本征硅红外探测器工作机理,叙述了4×4面阵探测器的设计和研制中的要点,给出了4×4掺铟硅CID阵列的部分性能参数。在79K温度下,探测元的D值为(1～4)×108cm~(1/2)W~(-1)。     

碲镉汞光导探测器与材料性能关系探讨

本文有针对性地考察了碲镉汞3～5μm12元光导探测器平均电阻R与材料电阻率ρ的关系。碲镉汞材料主要用快速淬火固态再结晶法生长,为与其比较,也少量使用了T_e熔剂和布里奇曼法料。退火的晶片厚度约1mm,77K霍尔数据表明,N型材料占被统计数(122片)的88%,材料参数多数为n=8×10~(14)～8×10~(15)cm~(-3)、μ=1×10~3～5×10~4cm~2/     

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。     

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     

"风云二号"卫星用水汽/热红外双波段探测器

报导了我国第一颗静止气象卫星"风云二号"卫星多通道扫描辐射计中使用的水汽/热红外双波段6.3～7.6μm、10.5～12.5μm四元碲镉汞红外探测器性能.探测器工作温度T=100K时,热红外波段探测率D*(10.5～12.5)为3.4×1010cmHz1/2/W,波段响应率R(10.5～12.5)为3.0×104(V/W);水汽波段探测率D*(6.3～7.6)为1.1×1011cmHz1/2/W,波段响应率R(6.3～7.6)为6.1×104(V/W).探测器经过环境应力筛选,密封筛选,电应力筛选,抗太阳辐照试验,电子、质子辐照试验以及高真空、低温工作寿命试验,获得了探测器可靠性寿命数据,器件失效率小于7.5×10-6/h.     

新型Ge_xSi_(1-x)/Si异质结远红外探测器

用分子束外延技术结合硅平面工艺研制成了Ge_xSi_(1-x)/Si异质结远红外探测器。测试结果表明,界面势垒高度低于0.09eV,预计对应的工作波长可从2μm到12μm以上。50K时的探测率(黑体_(873k)~*)优于2×10~8cm·Hz~(1/2)/W,30K为6×10~8cmHz~(1/2)/W,对500K黑体,30K工作温度下D_(500k)~*为1.6×10~8cm·Hz~(1/2)/W。由于探测器为宽带型,虽然峰值D~*并不很高,但在30℃的环境辐射背景下,对人体温度的辐射也有较强烈的响应。     

InSb/Pb_(0.79)Sn_(0.21)Te双色夹层式探测器

用InSb和Pb_(0.79)Sn_(0.21)Te光伏探测器制备了双色探测系统。探测器排成同心形式,在结构上是分开的,从而在探测表面之间形成0.125毫米间隙。在300K2π视场背景条件下于77K工作时,PbSnTe和InSb的D_(λp)~*值已分别达到1.4×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)和9×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。     

短波红外InGaAs焦平面探测器研究进展

短波红外InGaAs焦平面探测器具有探测率高、均匀性好等优点,在航天遥感、微光夜视、医疗诊断等领域具有广泛应用。近十年来,中国科学院上海技术物理研究所围绕高灵敏度常规波长（0.9～1.7 μm） InGaAs焦平面、延伸波长（1.0～2.5 μm） InGaAs焦平面以及新型多功能InGaAs探测器取得了良好进展。在常规波长InGaAs焦平面方面,从256×1、512×1元等线列向320×256、640×512、4 000×128、1 280×1 024元等多种规格面阵方面发展,室温暗电流密度优于5 nA/cm2,室温峰值探测率优于5×1012 cm·Hz1/2/W。在延伸波长InGaAs探测器方面,发展了高光谱高帧频1 024×256、1 024×512元焦平面,暗电流密度优于10 nA/cm2和峰值探测率优于5×1011 cm·Hz1/2/W@200 K。在新型多功能InGaAs探测器方面,发展了一种可见近红外响应的InGaAs探测器,通过具有阻挡层结构的新型外延材料和片上集成微纳陷光结构,实现0.4～1.7 μm宽谱段响应,研制的320×256、640×512焦平面组件的量子效率达到40%@0.5 m、80%@0.8 m、90%@1.55 m;发展了片上集成亚波长金属光栅的InGaAs偏振探测器,其在0 °、45 °、90 °、135 °的消光比优于20:1。     

红外探测用PbTiO_3铁电薄膜门场效应晶体管

制成了PbTiO_3铁电薄膜门FET,它是作为在室温下工作和在宽的频谱范围内具有红外灵敏度的红外探测器之用。在铂箔上用RF溅射法沉积PbTiO_3膜的介电常数为200,最大剩余极化为27微库/厘米~2。沉积在涂铂云母上的膜获得了电压响应率R和探测率D分别为330伏/瓦和1.5×10~8厘米赫~(1/2)/瓦(20赫、1赫)的热电响应。测量是从白炽灯光源通过Ge滤光器的红外光辐照下进行的。为控制电流沟道上的表面势,在SiMOSFET门上沉积了PbTiO_3薄膜。FET也具有R_v和D分别为390伏/瓦和3.5×10~5厘米赫~(1/2)/瓦的热电灵敏度。在CO_2激光器脉冲辐照下通过测量输出获得了上升时间为～3.5微米的快速响应。     

美国Barnes公司的热电探测器

该公司生产七种不同材料的单元和多元热电探测器,它们在低频下基本上不存在噪声,最高D~＊达1×10~9厘米赫~(1/2)瓦~(-1),在几百赫频率以下,这一D~＊值和信噪比保持恒定。T-300单元器件这种硫酸三甘肽器件是全密封在金属外壳内,在2～20微米波段内,其镀有增透膜的锗窗在任何3微米内可透射90％的入射辐射。亦可用其他窗材料。标准有效灵敏面为1×1毫米和2×2毫米。最小0.1×0.1毫米,最大5×5毫米,最大长宽比为5。它亦可做成线列、交错线列或面阵。表1是1×1毫米器件规格。