Ⅱ类超晶格红外探测器的机理、现状与前景

近年来,锑基Ⅱ类超晶格红外探测器受到特别的关注,主要原因在于:锑化物Ⅱ类超晶格材料可能具有与碲镉汞相当的红外材料特性。根据Ⅱ类超晶格材料的基本特性、能带结构与电子空穴物理分离机理、美国3个主力联合研究团队的攻关现状,对Ⅱ类超晶格材料、器件的难点与前景进行分析。

HgCdTe光伏器件反常I－V特性分析

对ＨｇＣｄＴｅ光伏器件研制中出现的光电二极管伏安特性反常现象提出了寄生ｐ－ｎ结模型，并以此模型为基点，结合工艺实验对此现象进行了解释和分析。

HgCdTe红外探测器性能分析

根据碲镉汞材料的性能、碲镉汞红外探测器物理机理和基本器件模型,对截止波长为3 m、5 m、10.5 m的碲镉汞探测器,在不同工作温度下的探测率性能进行了理论计算。计算结果表明:碲镉汞探测器在短波、中波和长波三个主要红外波段均能满足第三代红外焦平面器件对灵敏度和工作温度的要求。

红外光子探测器与热探测器性能分析

根据红外探测器最基本的物理机理和器件模型,对红外光子探测器和热探测器在不同工作温度、不同波长的探测率性能进行了理论计算;并对两类物理机理不同的红外探测器的探测率、工作温度和响应波长进行比较,阐述了各自探测器具有优势的应用领域。

p-on-n HgCdTe红外探测器机理分析与性能计算

根据HgCdTe材料特性和p-on-n HgCdTe红外探测器结构,建立了p-on-n HgCdTe红外探测器三维数理模型。通过对三维理论模型的求解,得到探测器内部载流子的输运特性,实现了对不同波段、不同工作温度p-on-n HgCdTe红外探测器探测率的理论计算。计算结果表明:p-on-n HgCdTe红外探测器优异的高灵敏度和高温特性,能在红外短波、中波和长波3个波段上全面满足未来红外系统对高性能红外探测器的需求。

HgCdTe艰辛的历程、辉煌的成就:一、伟大的发明

根据半个多世纪碲镉汞材料、碲镉汞红外探测器的发展里程,以碲镉汞材料的发明、关键技术突破带来的碲镉汞材料生长技术的进步、关键技术的突破带来的碲镉汞探测器性能提升、第一代陆军通用组件、第二代高性能红外焦平面器件和第三代高清、多波段红外焦平面器件等重要里程碑为出发点,采用专题系列的形式,回顾碲镉汞材料及碲镉汞红外探测器发展的艰辛历程与辉煌的成就。

红外系统噪声等效温差机理分析与实例计算

对红外系统噪声等效温差的物理机理进行了剖析。根据目标辐射源性、系统光学镜头、红外探测器、电子学信号处理特性,对红外系统等效温差随响应波段宽度、辐射源温度、红外探测器面积、探测器积分时间等因素的变化规律进行了实例计算,并对计算结果的内在机理进行分析与讨论,为从事红外系统设计和测试的研究人员及工程技术人员提供优化设的理论依据和实例系统的分析方法。

红外焦平面器件的研制与展望

从焦平面器件研制的角度出发，分析了焦平面技术的现状和发展趋势。认为红外焦平面的难点在于大规模、高均匀性、高性能的红外探测器阵列的制造，同时强调了材料、杜瓦瓶、致冷器、读出电路等关键技术在加速焦平面器件研制中所起的重要作用。

长波HgCdTe光伏器件漏电机理分析

从器件制造工艺的角度，分析了长波ＨｇＣｄＴｅ光伏探测器的体内和表面漏电机理，认为深能级的辅助跃迁在体内漏电方面起主要作用。选择适当的离子注入剂量，可有效地降低体内深能级密度。表面漏电则与ＨｇＣｄＴｅ的表百状态有关，ＺｎＳ／ＨｇＣｄＴｅ之间的界面状态与ＨｇＣｄＴｅ表面的预处理方法有直接关系。控制ＺｕＳ／ＨｇＣｄＴｅ界面组成元素组分，便能控制表面状态，减小表面漏电。经采取相应工艺措施，ｎ＋ｐ结的特性明显提高，单片测量平均零偏阻抗Ｒ０～１０５Ω，平均器件优质Ｒ０Ａ～１Ωｃｍ２。

光伏焦平面器件串音效应的检测图形测试法

根据长波红外焦平面器件研制的需要，在对器件串光效应和测试原理进行分析的基础上，本文首次提出用检测图形测试的方法测量红外焦平面阵列中探测器之间的串音效应。对用于检测光伏焦平面阵列光串音效应的检测图形的结构和原理，具体的测试设备和测试方法，以及由结构设计差异和检测管响应率差异可能引入的误差进行了讨论，并根据红外长波焦平面器件研制过程中的实际测试经验，给出了实用的误差消除方法。在长波ＨｇＣｄＴｅ焦平面阵列的实际研制过程中，该方法对工艺机理的分析和器件参数测试都起了重要的作用。此测试法所用测试设备与常规光电器件测试设备相同，避免了在串音测试上依赖于目前尚不成熟的红外长波小光点技术。

TMR计算系统中的容错锁相同步时钟电路

以数字锁相技术为基础。研制出用于ＴＭＲ计算系统的容错同步时钟电路。该电路工作稳定、具有完善的容错功能并达到相当高程度的时钟同步水平，在１０～３０ＭＨｚ频率范围工作时，４个冗余时钟模块之间的最大相位差都小于５ｎｓ，叙述了容错同步时钟电路的工作原理和设计原则，并对引起冗余模块间相位差的各种因素进行了分析。

红外热探测器的物理机理及性能分析

根据热探测器工作的物理机理和器件物理模型,对热探测器的探测率随背景温度和探测器工作温度的变化规律进行了理论计算,并对计算结果和实际应用进行了讨论。

测温二极管的设计原理、定标及在红外探测器中的应用

红外探测器组件中的硅平面型ｐｎ结测温二极管，具有体积小、测温范围宽、灵敏度高、实用性强等优点。文中从设计原理、结构、定标测试、误差分析等各个方面对测温二极管做了全面介绍。特别值得一提的是，在一定的温度范围内，经过大量的实验，对每一只测温二极管从７７～３００Ｋ进行了９０多个温度点的逐点测定，得到较为精确的结电压与温度关系曲线，与三点测定法得出的数值比较，两者的最大误差＜２°Ｃ。该结果对工程化使用三点测定法进行测温二极管的标定，提供了快速、方便、可靠的定标方法。文中介绍的测温二极管在国内首家应用于我所生产的ＳＰＲＩＴＥ、３２元等红外探测器组件中。通过多年的实际应用和可靠性实验，证实这种测温二极管用于红外探测器组件的测温、控温是非常实用的。

HgCdTe阳极硫化膜分析

采用含水硫化的方法对ｐ型ＨｇＣｄＴｅ材料进行了表面钝化。ＸＰＳ分析结果表明，Ｈｇ（０．７３４）Ｃｄ（０．２６６）Ｔｅ表面形成了ＣｄＳ薄膜，膜层里含有少量的Ｔｅ和Ｈｇ，不含氧。