Ⅱ类超晶格红外探测器技术国内外进展

简单归纳整理了德国、美国(CQD、JPL、QmagiQ、NRL、Teledyne和Raytheon)、瑞典(IRnova)、以色列SCD和日本等国外主要机构的Ⅱ类超晶格研究成果以及国内的发展现状。美国VISTA计划的成功实施和技术突破进一步加速推动了Ⅱ类超晶格红外探测技术从理论走向现实。虽然目前及今后较长时间内HgCdTe技术仍然是主流,但是Ⅱ类超晶格技术在整体系统性能和成本上可以挑战HgCdTe, Ⅱ类超晶格技术将在红外应用领域全方位替代HgCdTe技术的优势已经越来越清晰。与国外相比,国内Ⅱ类超晶格技术的发展已经具有一些技术基础,但距离产业化推广应用还有一定的差距,可以借鉴国外的先进理论和技术经验并结合具体实际工艺逐步取得突破。

低Al组分In_(1-x)Al_xSb薄膜的MBE生长和优化

采用分子束外延的方法进行了低Al组分In1-xAlxSb薄膜的生长和优化。通过在InSb(100)衬底上外延生长一系列不同条件的In1-xAlxSb薄膜,分析总结了衬底的热脱氧特征以及InAlSb薄膜低Al组分(2%左右)的控制,探讨了退火和InSb缓冲层的优化等参数对In1-xAlxSb外延薄膜表面形貌和质量的影响。测试结果表明薄膜质量得到极大改进。

红外探测Ⅱ类超晶格技术概述(一)

本文简单归纳总结了红外探测II类超晶格材料的发展历史、基本理论、相比MCT材料的优势和材料的基本结构。通过设计6.1系超晶格材料适当的层厚和不同层间应力匹配的界面可以构筑灵活合理的能带结构,打开设计各种符合器件性能要求的新材料结构的可能性(如各种同质结p-i-n结构,双异质结DH、异质结W、M、N、BIRD、CBIRD、p-π-M-N、pBiBn、nBn、XBp、pMp等结构),还可以在一个焦平面阵列(FPA)像元上集成吸收层堆栈实现集成多色/多带探测。T2SL探测器可以满足实现大面阵、高温工作、高性能、多带/多色探测的第三代红外探测器需求,尤其在长波红外(LWIR)和甚长波红外(VLWIR)及双色/多带探测上可以替代MCT。

Ⅱ类超晶格红外探测器技术概述(二)

简要归纳总结了Ⅱ类超晶格材料的生长、器件制备方法以及最近新型Ⅱ类超晶格材料体系的演化。Ⅱ类超晶格理论和工艺技术不断取得进步和完善并呈现出材料体系多样化和更高的性能。虽然目前及今后较长时间内HgCdTe技术仍然是市场主流,但是Ⅱ类超晶格技术在整体系统性能和成本上可以挑战HgCdTe,Ⅱ类超晶格技术将在红外应用领域全方位替代HgCdTe技术的优势已经越来越清晰。

高温工作InAlSb的MBE生长及器件性能研究

接近室温的更高工作温度是第三代红外探测器发展的重要方向。本文论述了用MBE在InSb(100)衬底上外延生长制备P-i-N型三元In_(1-x)Al_xSb薄膜合金材料,并通过制备单元器件进行了验证。采用RHEED振荡和X射线双晶衍射对In_(1-x)Al_xSb薄膜的Al组分进行了调控和检测。5.3μm厚薄膜的FWHM≈50 arcsec,Al组分约1.9%。10μm×10μm原子力表面粗糙度RMS≈0.6 nm。制备的单元器件获得了预期的理想效果,为下一步面阵焦平面的制备奠定了基础。

高质量InSb薄膜的MBE同质和异质外延生长

InSb是3~5μm中波红外波段具有重要研究意义的材料。本文以单位内部生产的InSb(100)衬底为基础,通过摸索InSb(100)衬底的脱氧、生长温度和Ⅴ/Ⅲ束流比,获得了高质量的InSb同质外延样品,1.5μm样品的表面粗糙度RMS≈0.3 nm(10μm×10μm),FWHM≈7 arcsec;采用相同的生长温度和Ⅴ/Ⅲ束流比并采用原子层外延缓冲层的方法在GaAs(100)衬底上异质外延生长本征InSb层,获得了较高质量的异质外延InSb样品,1.5μm样品的室温电子迁移率高达6.06×10~4cm^2V^(-1)s^(-1),3μm的样品最好的FWHM低至126 arcsec。InSb材料的同质和异质外延优化生长可为高温工作掺Al的InSb器件结构的优化生长提供重要参考依据。

ALE法对InSb/GaAs异质薄膜电学性能的改进

以GaAs(100)为衬底,采用原子层外延(ALE)的方法在GaAs缓冲层和常规InSb外延层间引入85个周期约30nm的InSb低温缓冲层,以快速降低InSb和GaAs界面间较大的晶格失配(14.6%)对外延层质量造成的不利影响,从而改进异质外延薄膜的电学性能。实验结果显示,ALE低温缓冲层能较快地释放晶格失配应力,降低位错密度。室温和77K的Hall测试显示,引入低温ALE缓冲层生长的InSb/GaAs异质外延薄膜,其InSb外延层本征载流子浓度和迁移率等电学性能较常规的方法有着较大的改进。

In_(0.14)Ga_(0.86)As/GaAs(4×3)表面的RHEED及STM分析

以在UHV/MBE-STM联合系统上生长的19ML的InGaAs/GaAs样品为研究对象,先在GaAs(001)衬底上外延生长0.37μm的GaAs缓冲层,再外延生长19ML的InGaAs,通过样品生长速率大致确定其组分为In0.14Ga0.86As,通过反射式高能电子衍射(RHEED)及扫描隧道显微镜分析发现其表面主要由占大多数的4×3及少量的α2(2×4)重构混合而成,并用软件模拟RHEED对实验结果进行了验证。

高Al组分In_(1-x)Al_x Sb/InSb的MBE生长研究

高Al（10%~15%）组分的In_（1-x）Al_xSb层可作为势垒层以抑制隧穿暗电流、提高器件工作温度而显得很重要。采用分子束外延的方法对InSb（100）衬底高Al组分的In_（1-x）Al_xSb/InSb外延生长进行了实验探索,确定出了Al组分（约12.5%）并讨论了Al组分梯度递变的In_（1-x）Al_xSb缓冲层和生长温度对外延薄膜质量的影响。

InAs(001)表面金属化的转变

论述了利用分子束外延方法在InAs(001)基片上生长InAs时,样品表面由富As的(2×4)向富In的(4×2)转变的现象。通过控制生长参数生长出了较好的富As(2×4)表面。在As压不足的情况下,轻微的提升样品衬底温度,样品表面逐渐转向富In表面的(4×2)结构,呈现出(3×1)混合相。通过实验分析及软件模拟确定表面(4×2)结构区域已覆盖多达90%,表明样品表面大部分已金属化。

外延型InSb(InAlSb)探测器工艺分析

结合相关文献对近年来InSb基MBE外延InSb(InAlSb)材料工艺及器件性能进行了梳理分析和总结,对还存在的问题进行了探讨。InSb基外延材料(尤其是InAlSb)确实具有低暗电流、噪声抑制、高工作温度和温度稳定性优势,但材料中存在的较多缺陷影响了探测器的信号电流、探测率、响应率和电阻。分子(原子)氢脱氧技术、生长温度和V/III比等工艺参数优化可以降低材料表面缺陷,提高像元的均匀一致性;继续优化材料结构和掺杂,可以提高探测器的信号响应和工作温度;继续优化刻蚀等器件工艺可为外延型大面阵焦平面阵列制备奠定基础。

电学性能不反常的本征GaAs基InSb异质外延研究

采用三步工艺进行了GaAs基InSb的异质外延生长并结合实验数据和文献资料研究了生长温度和速率、InSb层的厚度、低温缓冲层质量和双In源工艺对材料Hall电学性能等的影响。发现温度和生长速率对室温载流子迁移率和本征载流子浓度影响不太大;晶体XRD FWHM随膜厚的增加而逐渐地减小;低温缓冲层的界面质量和厚度对表面形貌具有一定的影响,低温缓冲层的界面厚度不应小于30 nm,ALE低温缓冲层的方法可以降低局部表面粗糙度;实验发现在优化的工艺参数基础上采用双In源生长工艺可以生长出电学性能不发生反常的理想本征InSb异质外延薄膜材料。获得2μm厚GaAs基InSb层在300 K和77 K的Hall迁移率分别为3.6546×104 cm^2 V^-1 s^-1和7.9453×104 cm^2 V^-1 s^-1,本征载流子迁移率和电子浓度随温度的变化符合理论公式的预期。

例析对函数创新型问题的探究

本文就函数的一些创新型问题作介绍与分析 一、格点函数 例1在直角坐标系中,横、纵坐标均为整数的点叫格点.若函数y=f(x)的图象恰好经过k个格点,则称函数y=f(x)为k阶格点函数.下列函数中为一阶格点函数的序号是__.

InSb薄膜分子束外延技术研究

InSb材料由于其优异的光电性能,一直是军事领域重要的红外探测器材料。而高温工作是InSb发展的一个重要方向,开发分子束外延InSb材料是实现高温工作的基础。本文采用分子束外延工艺生长获得了高质量的InSb薄膜,通过金相显微镜、X射线双晶衍射仪、原子力显微镜、SEM和EDX等检测手段对InSb外延膜进行表面缺陷、晶体质量表征和分析,并采用标准的InSb器件工艺制备128×128焦平面探测器芯片进行材料的验证,结果表明该材料性能可以满足制备高性能器件的要求。

MBE外延InSb基CdTe工艺研究

成功制备了CdTe/InSb复合衬底,为长波HgCdTe外延提供了可能。通过工艺研究解决了InSb氧化层去除及In元素扩散控制两个难点问题,使用As钝化法可以解决双腔衬底转移的问题,在常用的退火工艺下,通过厚度的调整可以阻挡In元素的扩散。

以错为镜 可以明理——浅谈数学课堂学生错误资源的利用

在素质教育的课堂中，学生回答、解答问题时存在的错误或瑕疵，应是很好的教学资源之一．现代科学家波普尔曾提出科学知识增长的四段论图式（问题--试探性的解决办法——排除错误——新问题），意即说明科学的过程就是不断地通过试错和排错，从而逼迫真理的过程，倡导“从错误中学习”而不断取得进步．有“错误”，课堂才有“生成”，才是“鲜活”的课堂，

数学教学过程中学生课堂心理的调控

课堂教学活动是在人为因素调控下，有计划地遵循一定的逻辑顺序展开的．在数学教学中，教师要把教学过程变成学生发现知识的过程，而不是简单获取知识的过程．因而教师要充分利用学生在数学课堂学习中的心理因素，调动学生的积极性，抑制和化解学生学习心态中的消极因素，把学生带入和谐、自然、愉悦的学习境界，既让学生掌握丰富的数学知识，又培养学生发现问题、探究问题、解决问题的能力，丰富学生情感．

谈数学教学中学生思维的问题性心理品质的培养

数学是思维的体操，钱学森教授曾指出：“教育工作的最终机智在于人脑的思维过程”。思维活动的研究，是教学研究的基础。数学教学实质上就是学生在教师指导下，通过数学思维活动，学习数学家思维活动的成果，发展数学思维，优化学生的思维品质，使学生的数学思维结构向数学家的思维结构转化的过程。