电沉积锌用铅基阳极服役后表面结构演变研究

针对由于析氧反应的过电位对阳极氧化膜的高度依赖性,极大地影响了能耗这一问题,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱(EDS)、电子探针(EPMA)和X射线衍射(XRD)对Pb基阳极(阳极含量:Pb-0.5%Ag-(0.02~0.03%)Ca-(0.01~0.02%)Sr-(0.01~0.02%)La)的表面形貌、元素分布和织构进行了表征分析,结果表明:服役后的阳极板表面出现了裂纹和大量空洞。同时还观察了阳极泥的形成可能会导致阳极表面的钝化,影响了其电化学性能。

Cd饱和气氛退火对碲锌镉晶体导电类型转变界面的影响

在富Te生长条件下,通过垂直布里奇曼法制备的部分碲锌镉晶体内存在导电类型转变界面。采用富Te液相外延技术在含有导电类型转变界面的碲锌镉衬底上生长碲镉汞薄膜,制成的红外焦平面探测器响应图上存在明显的响应不均匀分界面。碲锌镉晶体的导电类型转变由缺陷类型的不同引起,为消除碲锌镉衬底的导电类型转变界面,提升碲镉汞红外焦平面的成像质量,对含有导电类型转变界面的碲锌镉晶体进行了Cd饱和气氛退火实验,研究了时间和温度等退火条件对晶体导电类型转变界面的影响,探讨了Cd间隙和Cd空位缺陷的形成机制,为晶体生长过程中的Cd空位缺陷抑制提出了解决思路。

原位退火对碲锌镉晶体第二相夹杂缺陷的影响

采用传统布里奇曼法生长碲锌镉晶体,在配料过程中添加适当过量的Cd,并在晶体生长结束阶段的降温过程中加入晶锭原位退火工艺,晶体的第二相夹杂缺陷得到了有效抑制。根据晶体第二相夹杂缺陷的形成机理,结合热扩散理论和碲锌镉晶体的P-T相图,研究了退火温度对晶体第二相夹杂缺陷密度和粒度(尺寸)的影响,获得了抑制碲锌镉晶体第二相夹杂缺陷的退火条件。利用优化的退火条件制备碲锌镉晶体,晶体第二相夹杂缺陷的尺寸小于10μm,密度小于250 cm^(-2)。

n-on-p长波HgCdTe光伏器件的一种光谱现象解释

在对n-on-p长波HgCdTe光伏器件光谱测试中,发现对于前照式型器件,光谱在中短波区有时会出现一个小峰。通过叠加原理的方式理论计算分析认为这是由于n区的B-M效应和量子效率导致的。

光子型红外探测器研究现状及发展趋势

光子型红外探测器是红外探测技术的基石，经过数十年的发展，发展了三代光子型红外探测器。第三代光子型红外探测器以百万像素、双／多色及高工作温度为主要特点。作为最重要的光子型红外探测器，本文围绕碲镉汞红外探测器，在分析目前常规结构的碲镉汞焦平面探测器的基础上，讨论了势垒型结构、光子陷阱结构、超晶格结构等新型探测器的原理和研究现状，并与常规碲镉汞焦平面探测器水平进行比较。

碲镉汞高工作温度红外探测器

基于当前红外探测器技术的发展方向,从高工作温度红外探测器应用需求的角度分析了碲镉汞高工作温度红外探测器在组件重量、外形尺寸、功耗、环境适应性及可靠性方面的优势。总结了欧美等发达国家在碲镉汞高工作温度红外探测器研究方面的技术路线及研究现状。从器件暗电流和噪声机制的角度分析了碲镉汞光电器件在不同工作温度下的暗电流和噪声变化情况及其对器件性能的影响;总结了包括基于工艺优化的Hg空位p型n-on-p结构碲镉汞器件、基于In掺杂p-on-n结构和Au掺杂n-on-p结构的非本征掺杂碲镉汞高工作温度器件、基于nBn势垒阻挡结构的碲镉汞高工作温度器件及基于吸收层热激发载流子俄歇抑制的非平衡模式碲镉汞高工作温度器件在内的不同技术路线碲镉汞高工作温度器件的基本原理,对比分析了不同技术路线碲镉汞高工作温度器件的性能及探测器制备的技术难点。在综合分析不同技术路线高温器件性能与技术实现难度的基础上展望了碲镉汞高工作温度器件技术未来的发展方向,认为基于低浓度掺杂吸收层的全耗尽结构器件具备更好的发展潜力。

液相外延碲镉汞表面化学腐蚀研究

应用不同浓度的溴甲醇溶液对液相外延碲镉汞表面进行化学腐蚀,并且测量了腐蚀速率。然后通过原子力显微镜及X射线光电子能谱分析了碲镉汞材料的表面状态。发现经过溴甲醇溶液腐蚀后,碲镉汞表面富碲现象较为严重而且表面粗糙度略有增加。

HgCdTe红外焦平面探测器从研发到生产

HgCdTe红外焦平探测器经过多年的研发,已达到批量生产的水平。昆明物理研究所批量生产的第二代红外探测器产品主要是长波288×4和中波320×256两类典型的红外焦平面探测器组件。在2013年这两类组件生产的数量分别可达几百套。介绍了在红外探测器生产中所需解决的关键问题,主要是HgCdTe材料的质量及光伏器件工艺的稳定性,并介绍两类主要生产的探测器组件产品及其性能结果。

p-n结光伏探测器的工作体制

在p-n结光伏探测器的I-V曲线上选取与电压、电流轴的交点作为工作点,分析讨论输出短路或开路时的信号和噪声,继而得到探测率,进行比较得出最佳工作体制。

大面阵短波碲镉汞红外焦平面器件研究

随着红外焦平面技术的发展,大面阵红外焦平面器件在遥感、气象、资源普查和高分辨对地观测卫星上得到了广泛应用。因此,基于第三代红外焦平面技术的超大规模焦平面器件成为国内外研究热点。文中介绍了昆明物理研究所采用n-on-p技术路线成功研制的短波(Short Wave, SW) 2 k×2 k(18μm,像元中心距)碲镉汞红外焦平面器件。短波2 k×2 k碲镉汞红外焦平面器件突破了大尺寸碲锌镉(CdZnTe)衬底制备和大面积液相外延薄膜材料生长技术,衬底尺寸由Φ75 mm增加到Φ90 mm,获得了高度均匀的大面积碲镉汞(HgCdTe)薄膜材料。通过大面阵器件工艺、大面阵倒装互连等技术攻关,最终获得了有效像元率大于99.9%、平均峰值探测率(D^(*))大于4×10^(12)(cm·Hz^(1/2))/W、暗电流密度在1 nA/cm^(2)的高性能短波2 k×2 k(18μm)碲镉汞红外焦平面器件。

带前截止滤光片的探测器性能

讨论了带有前截止滤光片的长波红外探测器的响应率、噪声和探测率,结果表明相应的性能指标需要做适当调整。

碲镉汞红外探测器研究进展

基于碲镉汞材料体系,现代红外探测器技术进入体系化发展快车道,经过近六十年发展,碲镉汞红外探测器俨然成为高性能红外探测器的基线,已经完成三代迭代,正在开展第四代探索.近几十年来,锑化铟、量子阱、二类超晶格、量子点等材料体系对碲镉汞体系展开了全面竞争,至今仍未找到一种材料体系能够全面对标碲镉汞.昆明物理研究所独立完成国内第一代红外探测器研制生产、第二代红外探测器量产和第三代红外探测器工程化,中波、短波面阵规模达到2048×2048,双波段面阵规模达到640×512,甚长波后截止波长达到15μm以上,温度分辨能力达到3 mK,中波探测器工作温度达到150 K,接近国际先进水平.近年来,围绕新一代红外探测技术,昆明物理研究所提出以光子计数级极限灵敏度、多维信息全光感知为主要特征,以超越规模、超越像元、超越光伏为主要途径,以看得透、看的住、看得巧为主要目标的新一代红外探测技术具体内涵,推动红外光电探测应用更新换代.

基于Pt/GaN/AlGaN异质结高响应度双波段紫外探测器

提出一种在AlGaN基PIN器件的pGaN表面上沉积Pt,形成肖特基势垒(SB)-PIN异质结器件,器件的能带和载流子的输运发生了变化,这种新型光电探测器实现了双波段紫外探测,可分别工作在光伏和光电导模式下。器件在275 nm波长的紫外光照射的负偏置电压下,工作模式为光伏探测,当入射光功率密度为100μW/cm^(2),偏置电压为-10 V时,器件得到最大响应度(0.12 A/W);当偏置电压为-0.5 V时,器件得到最大探测率(1.0×10^(13) cm·Hz^(1/2)·W^(-1))。器件在正偏置电压工作模式下可作为高响应、高增益的光电导探测器,当偏置电压为+10 V时,用275 nm和365 nm波长的紫外光照射(光功率密度为100μW/cm^(2)),器件的响应度分别为10 A/W和14 A/W,外量子效率分别为4500%和4890%。所设计的双波段多功能器件将极大地扩展基于AlGaN的紫外探测器的用途。