金属氧化物异质结光电探测器研究进展

金属氧化物(metal oxide,MO)因其具有易于制备、高稳定性、对载流子的选择性传输等优点,被广泛应用于光电探测领域。MO材料具有较强的光吸收,但表面效应和缺陷态等问题导致了MO光电探测器响应速度低和暗电流较大的问题。异质结中的内建电场可以有效促进光生电子-空穴对的分离,从而提升器件响应速度和降低器件暗电流。因此,构建金属氧化物异质结光电探测器(heterojunction photodetectors,HPDs),对于MO在光电子领域的进一步应用具有重要的意义。本文先介绍了MO的界面性质,然后围绕PN、PIN和同型异质结3种结构,对金属氧化物HPDs的工作机制进行了阐述。接着对响应波段在紫外-可见-近红外光区的、具有不同结构的MO/MO和MO/Si HPDs的性能参数进行了分析和比较,并讨论了金属氧化物HPDs的性能优化方法,最后对金属氧化物HPDs的发展进行了展望。

昆明物理研究所大面积水平推舟液相外延碲镉汞薄膜技术进展

报道了近年来昆明物理研究所在富碲水平推舟液相外延碲镉汞外延薄膜制备技术方面的进展。2019年以来,突破了Ф120 mm碲锌镉晶体定向生长技术,使碲锌镉衬底沉积相和夹杂相密度≤5×103 cm^(-2),位错腐蚀坑密度(EPD)≤4.0×10^(4)cm^(-2),Ф120 mm(111)晶圆衬底的Zn组份分布极差≤0.36%。基于碲锌镉衬底技术的进步,液相外延碲镉汞薄膜的最大生长尺寸达到了70 mm×75 mm,薄膜位错腐蚀坑密度均值为5×10^(4)cm^(-2),X射线双晶回摆曲线半峰宽(DCRC-FWHM)≤35 arcsec,部分可控制到25 arcsec以下;50 mm×60 mm尺寸长波碲镉汞薄膜的厚度极差≤±1.25μm,室温截止波长极差≤±0.1μm,中波碲镉汞薄膜相应指标分别为≤±1μm、≤±0.05μm。材料技术的进展促进了制冷型碲镉汞探测器产能提升和成本的降低,也支撑了高性能长波/甚长波探测器、高工作温度(HOT)探测器以及2048×2048、4096×4096等甚高分辨率高性能探测器的研制。

中波红外量子点材料与探测器研究进展

量子点(Quantum dots,QDs)由于本身所具有的量子限域效应、尺寸效应和表面效应等各种特性,被广泛应用于光电探测、生物医学、新能源等方面。而中波红外(Mid-wave infrared,MWIR)量子点作为近年来红外领域的研究热点,通过调整控制其尺寸的大小,能够扩展其红外吸收波长。因此,成功制备中波红外量子点材料和器件对红外成像、红外制导和搜索跟踪等方面有着重要意义。本文首先介绍了HgSe、HgTe、PbSe、Ag_(2)Se和HgCdTe五种中波红外量子点材料制备合成技术,分析了量子点的尺寸形貌、晶格条纹以及红外吸收光谱等特性,然后对国内外中波红外量子点探测器进行了归纳总结,概述了探测器的器件结构、制备方法,并对器件的响应率、探测率以及响应时间等光电性能参数进行了对比分析。最后,对中波红外量子点的发展进行了展望。

硅基BIB红外探测器研究进展

以锗基和硅基为主的阻挡杂质带(blocked impurity band,BIB)红外探测器的兴起有力推进了红外天文学的快速发展,其中硅基BIB红外探测器在特定波长的航天航空领域有着不可替代的地位。国外对硅基BIB红外探测器的研究已有40多年,以美国航空航天局(NASA)为主的科研机构已经实现了硅基BIB红外探测器在天文领域的诸多应用,而国内对硅基BIB红外探测器的研究尚处于起步阶段。本文首先阐述了硅基BIB红外探测器的工作原理,然后简单概述了器件结构和制备工艺,并对不同类型的硅基BIB探测器的性能进行了对比分析,之后介绍了其在天文探测中的应用,最后对硅基BIB红外探测器未来的发展进行了展望。

油气企业安全生产的WSR模型及其分析研究

采用系统工程的理论和方法,讨论油气企业生产过程中的安全问题,旨在提高安全管理效率。首先使用CATWOE软系统方法论界定和辨识油气企业安全生产系统及其所处的环境,建立该系统的物理-事理-人理(WSR)模型。从物理、事理、人理3个维度对系统进行分析。结果表明:油气企业安全生产系统是开放的复杂系统,为搞好安全生产,既要注重对油气企业安全生产运行规律(即物理)的研究与应用,加强油气企业生产活动的安全管理(即事理),也要运用法律、政策等手段来规范人员的安全生产行为。油气企业安全生产系统的物理、事理和人理三者是相互统一的、辩证的。

热丝辅助等离子体化学气相法生长c－BN薄膜

用热丝辅助射频等离子体化学气相沉积法（ＰＣＶＤ）合成：ｃ－ＢＮ薄膜获得成功。实验结果表明，灯丝温度、反应气压、衬底温度、灯丝与衬底距离对薄膜质量有重要影响。

有机半导体探测器材料的研究展望

对国外刚刚研究起步的有机半导体探测器材料及器件的研究现状进行了分析,介绍了有机半导体探测器材料和薄膜的制备及表征技术,并对有机半导体探测器材料的未来做了展望。

Cdln_2O_4膜红外性质分析

CdIn_2O_4膜在可见光区域透射率高,在红外区域反射率高。利用射频反应溅射Cd-In靶制备该膜时,溅射气体中氧含量及退火温度对其红外反射率有明显影响。

用射频CVD法在石英玻璃上生长微晶金刚石薄膜

利用射频等离子体化学气相沉积法（ｒ，ｆ．ｐｃｖＤ），在石英玻璃上生长出透明均匀的薄膜，经过电子衍射，激光喇曼散射，可见光透过率等测试，证明是金刚石薄膜，通过透射电子显微镜看不到颗粒。

渗硼铁衬底上利用热丝辅助r.f等离子体CVD法生长C-BN薄膜

本文利用热丝辅助射频等离子体CVD法在渗硼铁样品上成功地生长了c—BN薄膜。薄膜的维氏硬度高达4500Kg/mm^2,c—BN膜与Fe衬底的附着力也令人满意。本文还给出了x射线衍射及红外吸收谱测试结果。

WSR方法论及其应用

WSR方法论既是对世界系统科学界的响应,也是对中国传统文化中的系统思想的提炼、继承和发扬。"天人合一"与中医辨证施治都充分体现了中国传统文化中的系统思想和精神。物理、事理、人理既是构成WSR方法论的内容,同时也需要用系统论的思想来审视物理、事理、人理与其作为方法论在内容、结构等方面的相互作用、互为补充的关系。对WSR方法论研究成果的统计结果表明:WSR方法论已经得到国内众多学者的重视,并被积极应用于各个学科领域中。

分子束外延Hg_(0.68)Cd_(0.32)Te薄膜光致发光和喇曼散射的研究

对利用ＭＢＥ技术生长的Ｈｇ０．６８Ｃｄ０．３２Ｔｅ薄膜进行了光致发光和喇曼光谱的研究．拟合薄膜光致发光谱得到的禁带宽度，与用红外透射谱得到的薄膜带宽相近；其半峰宽仅为５ｍｅＶ；带尾能量小于１．３ｍｅＶ，显示了较高的薄膜质量．喇曼光谱测试表明，在１１９ｃｍ－１和１３８ｃｍ－１处有较强的喇曼散射峰，其中１１９ｃｍ－１峰为类ＨｇＴｅ的ＴＯ模，１３８ｃｍ－１为类ＨｇＴｅ的ＬＯ模；在９３ｃｍ－１处也可以观察到一个较弱的喇曼散射峰．

离子注入对分子束外延Hg_(0.68)Cd_(0.32)Te远红外振动模的影响

我们对用分子束外延（ＭＢＥ）技术生长出的Ｈｇ０．６８Ｃｄ０．３２Ｔｅ薄膜进行了Ｎ离子注入并退火，分别得到了其室温喇曼散射谱及在不同温度下的远红外透射谱．喇曼散射谱可以观察到类ＨｇＴｅ的ＬＯ模的散射和ＴＯ模的散射，原生样品及离子注入样品在９３ｃｍ－１附近有较弱的散射峰，经离子注入后该峰消失；远红外透射谱中分别可以观察到７８ｃｍ－１（Ｘ）、８６ｃｍ－１（Ｉ１）、９３ｃｍ－１（ＬＡ）、１０４ｃｍ－１（Ｐｄ）以及１２１ｃｍ－１（ＴＯ２）、１４３ｃｍ－１（ＴＯ１）、１５６ｃｍ－１（ＬＯ１）等吸收峰，讨论了离子注入及注入后退火对Ｘ、Ｉ１、ＬＡ、Ｐｄ等吸收峰的影响．

用射频化学气相沉积法制备P型微晶金刚石薄膜

利用射频化学气相沉积法，通过硼的掺杂，在石英玻璃衬底上生长出Ｐ型微晶金刚石薄膜，范德堡法的测试表明，我们得到的薄膜最小电阻率为４×１０－２Ω．ｃｍ，最大空穴迁移率为５０ｃｍ／Ｖ．ｓ；

Cdln_2O_4膜红外性质分析

利用射频反应溅射Cd-In合金靶沉积的CdIn_2O_4薄膜是n型高兼并半导体,其红外反射率随溅射气体中氧浓度的不同而有异,相同氧浓度下沉积的薄膜经过退火处理后红外反射率也会发生变化。原因是不同氧浓度下沉积薄膜的氧空位不同,其自由载流子浓度也就不同,从而使薄膜有不同的吸收系数。实验结果与理论计算值符合较好。

基于AHP-最小判别的逐级判别模型的石油企业安全应急能力评价

为评价石油企业安全事故应急能力现状,改善其应急管理能力,从监控预警能力、应急处理能力、恢复总结能力3个方面构建了石油企业应急能力的评价指标体系,然后采用AHP-最小判别的逐级判别方法构建了石油企业安全事故应急能力评价模型,并将其用于某石油企业安全事故应急能力的评价过程中,最后以"最差"的关键指标为标准,确定了该石油企业安全事故应急能力的等级。结果表明:该石油企业安全事故应急能力处于一般水平,其中应急建设工作、应急指挥协调能力、监测预警能力和恢复处理能力是影响该石油企业应急能力的最关键因素。该方法为提高该石油企业应急管理能力提供了量化的依据。

碲锌镉衬底缺陷对液相外延碲镉汞薄膜结构的影响

采用红外显微镜、X射线双晶回摆衍射法、X射线貌相术对CdZnTe衬底中的沉淀相、亚结构、组分偏析等缺陷进行了研究,并对用此衬底液相外延的HgCdTe薄膜作了测试。结果显示:CdZnTe衬底中亚晶界处聚集的位错在外延生长中呈发散状向薄膜中延伸,造成了薄膜形成亚晶界和更大面积的由位错引起的晶格畸变应力区域,影响了薄膜结构的完整性。

射线探测用碲锌镉晶体及其器件研究

采用改进的布里奇曼(B ridgm an)方法进行锌组分为0.15碲锌镉(Cd0.85Zn0.15Te)晶体的生长。通过严格控制晶体生长过程中Cd的蒸气分压,使得所生长的碲锌镉晶体在结晶质量方面达到了较好的水平。对其性能进行测试,红外透射比T>60%、沉积相密度<1×104/cm2、位错腐蚀坑密度DEPD<6×104/cm2、X射线衍射双晶回摆曲线半峰全宽FWHM<20 arcsec、电阻率ρ>1010Ω.cm。利用所生长的晶体初步制作了平面型单元碲锌镉射线探测器,所用晶体的尺寸为5 mm×5 mm×2.5 mm,制成的探测器在室温下对125I和241Am放射源进行了探测测量。对125I放射源,探测出了强度为74.5%的27.5 keV的γ射线特征峰,不能仔细分辨出强度为39.8%的27.2 keV的γ射线特征结构;对241Am放射源,探测出了59.5 keV的γ射线特征峰,分辨率优于6 keV,半峰全宽FWHM<10%,同时还能检测出Te、Cd的X射线逃逸的混合峰以及241Am低能Te-K系、Np-L系的两个X射线特征峰。

基于不同积分时间帧累加的红外图像超帧方法

针对大多数常规红外成像系统单帧成帧时间内探测器组件响应动态范围有限,以及超帧算法需要借助其他复杂装置或专用电路的不足,提出了一种基于不同积分时间帧累加的红外图像超帧处理方法,采用电子学处理方法对整个超帧处理过程进行了研究。分析了限制红外探测器响应动态范围的原因,简单介绍了帧积分方法的原理和利弊。然后对不同积分时间下获得的图像进行了非均匀性校正、帧信息融合和新帧映射。实验结果表明:本文方法提高了系统的噪声等效温差(NETD),捕获了更多的场景原始图像信息,丰富了图像的灰度层次,增加了图像的信息熵。该方法能够等效拓展探测器的响应动态范围,增加场景原始信息的捕获,提高成像系统的输出信号信噪比以及探测灵敏度。

辉光放电质谱法测定高纯锑中的痕量杂质元素

采用辉光放电质谱法 ( GDMS)对高纯半导体材料锑中的 Mg、Si、S、Mn等 1 4种痕量杂质元素进行测量。对仪器工作参数进行了优化选择 ,并对杂质浓度与溅射时间的关系、质谱干扰对测量的影响及测量的准确性和重现性进行了探讨。实验表明 :样品经足够长时间的溅射 ,可以消除样品制备和处理过程中的表面污染 ,可以为其它高纯材料的检测提供可靠的科学依据。