材料参数对光伏型探测器光电特性的影响

基于改进的漂移-扩散模型研究了光伏型光电探测器的材料参数对其光电特性的影响。计算结果表明载流子迁移率、材料组分、掺杂密度对探测器输出特性的影响大;载流子寿命越长、迁移率越大、杂质密度越小,则探测器输出信号越大,但各材料参数与探测器输出信号间并不构成线性关系;当入射光波长一定时材料组分不同探测器输出信号大小不同。

MoO_(3)覆盖层对MoS_(2)基光伏型光电探测器性能的影响

基于范德瓦耳斯力的异质结构为设计和研究高性能光电器件提供了无限的可能.本文报道了一种基于MoS_(2)/MoO_(3)的光伏型光电探测器,为了实现光伏性能,实验构建Au/MoS_(2)的非对称肖特基接触.为提高其光电性能,实验采用超薄的MoO_(3)作为覆盖层构建MoS_(2)/MoO_(3)异质结,利用MoO_(3)可见光吸收特性及良好的光透过性增加MoS_(2)材料内参与导电的电子.实验通过原子层沉积(ALD)法制备MoO_(3),并通过调控厚度来优化器件的光响应性能.研究结果表明,覆盖层MoO_(3)越薄异质结光吸收效率越高,且抑制暗电流增益的效果越显著.相比单一的MoS_(2)基光伏型光电探测器,MoS_(2)/MoO_(3)异质结器件光响应度增强近10倍,响应度高达916.121 A/W,探测率约2.74×10^(11)Jones,响应时间约73μs,有效解决平面型光伏器件响应度低的问题.本研究通过异质结构设计及其覆盖层的厚度优化,成功实现对平面型MoS_(2)基光伏器件的光电性能改善,为未来开发高性能MoS_(2)/氧化物异质结光电探测器提供参考方案.

实验研究光谱非相关激光辐照下光伏型HgCdTe探测器芯片前后表面的温升

为了研究光谱非相关激光辐照下探测器芯片前后表面温度变化规律,通过铂电阻测温的方法,测量了芯片后表面的温度变化规律。通过标定芯片前表面结电场分离电子-空穴对能力随温度变化的关系,利用组合激光的实验方法测量了光谱非相关激光辐照过程中芯片前表面的温度变化规律。研究表明,光谱非相关激光辐照过程中芯片前后表面都有温升,但后表面温度一直高于前表面温度。

光伏型光电探测器的激光软损伤机制

对激光辐照功率密度高于探测器饱和阈值而低于其破坏阈值(中等功率的激光)时光伏型光电探测器的软损伤进行了理论研究,提出了一种新机制。当激光辐照功率密度超过探测器的饱和阈值以后,载流子的带间跃迁达到深度饱和,在半导体内产生热载流子且热载流子的温度高于晶格的温度,从而导致了光伏型光电探测器的电压输出信号随着辐照光功率密度的增加而下降直到零压输出的现象。对激光辐照下光伏型HgCdTe探测器的输出信号进行了模拟计算,结果表明,辐照光功率密度处于一定范围内探测器的输出信号随着辐照光功率密度的增加而逐步下降,甚至接近于零,与实验结果相符合。

光伏型光电探测器漂移-扩散模型的改进

提出了改进的描述光伏型半导体光电探测器中载流子输运的漂移-扩散模型,该模型能适合更高强度的激光辐照,可以模拟光生载流子的长时间过程。依据该模型,对光伏型探测器进行了模拟计算,得到了激光辐照下探测器的动态响应规律、探测器温升以及材料参数对探测器响应的影响。

光伏型InSb红外探测器瞬态特性界面陷阱效应

界面陷阱会显著影响探测器的瞬态特性,为揭示其内在机理,并为探测器设计提供借鉴,基于二维仿真开展了背照式光伏型InSb红外探测器瞬态特性的界面陷阱效应研究,分析了界面陷阱与空穴浓度、复合率、电场等关键物理参数的相关性.研究表明,随着界面陷阱密度的增加,界面附近的复合率和电场会随之增加,空穴浓度会减小,而在电流密度分布中出现了"黑洞",且该"黑洞"位置逐渐向pn结移动.此外,随着界面陷阱密度的增加,瞬态光响应会逐渐减小.

InP基In_(0.53)Ga_(0.47)As光电探测器的量子效率优化(英文)

建立了不同结构的InP基PIN型In0.53Ga0.47As探测器光响应的物理模型.通过引入收集效率函数,模拟计算了探测器量子效率和光响应.采用该模型分别研究了正面进光和背面进光情况下典型的In0.53Ga0.047As/InP PIN探测器的结构参数对器件量子效率的影响.在此基础上提出了两种改进的背照射InGaAs/InP探测器结构,并讨论了其结构参数的优化.

温度波动对PV型InSb探测器响应特性的影响

对激光照射下光伏型锑化铟光电探测器的响应特性进行了研究,得到了强激光辐照下温度波动(低温和常温温度波动)对探测器响应特性的影响。利用材料内部的光生电动势分析模型,通过数值模拟,给出了理论上的激光辐照下主要参数对探测器输出电压的影响。结果表明:输出电压随着温度的上升而降低,饱和电压也随着温度的上升而降低。特别是低温与常温下的响应特性有所不同,随着入射光功率的增大,低温下随温度变化的输出电压变化量减小,常温下随温度变化的输出电压变化量增大。

光伏型碲镉汞探测器在波段内连续激光辐照下的两种不同过饱和现象的产生机理

利用连续波段内激光对两批光伏型碲镉汞探测器进行了激光辐照实验,发现了两种不同的过饱和现象.实验表明,光伏型碲镉汞探测器在强光辐照下都会出现开路电压随光强增强而减小的过饱和现象,明晰了PV型探测器在强光辐照下的一般规律性现象和由探测器个体差异导致的特殊现象.从等效电路模型出发,剖析了两种过饱和现象的发生条件,建立了数值计算的理论模型,对两种过饱和现象进行了数值模拟,计算结果与实验结果符合得较好.研究表明,光伏型碲镉汞探测器在波段内强光辐照下引起的过饱和现象有两种产生机理,一种是热效应引起的暗电流增大机理;另一种是探测器材料中缺陷引起的漏电流增大机理.

吸收层特性和异质结界面电荷对12.5μm长波HgCdTe光伏探测器响应率的影响研究

研究了12.5μm长波HgCdTe探测器的吸收层厚度和异质结界面电荷对器件光响应率的影响.分析了吸收层厚度与吸收长度、扩散长度之间的联系,获得了设计最佳吸收层厚度的经验公式.研究结果显示入射光波长超过截止波长时,响应率随吸收层厚度增加单调增加,并逐渐饱和.响应率峰值对应的波长随吸收层厚度增加,有向长波偏移的趋势.最佳吸收层厚度值随少子寿命或入射光波长的增大而增大.同时,研究了衬底、钝化层与HgCdTe材料之间异质界面电荷对光响应率的影响,发现正的界面电荷在衬底异质结界面处形成诱导pn结,对响应率影响显著.采用金属-氧化物-半导体二极管模型,分析了其中的内在物理机理,并获得了降低其影响的优化方案.

高载流子迁移率胶体量子点红外探测器

采用混相配体交换的方法成功实现了载流子迁移率近2个量级的提升,达到1 cm^(2)/(V·s),同时还可以灵活调控N型、本征型和P型等掺杂类型。在此基础上,使用本征型碲化汞胶体量子点薄膜制备短波及中波红外光伏型探测器。截止波长为1.9μm的短波红外探测器在300 K下的响应率为0.9 A/W,比探测率为4×10^(11)Jones;截止波长为4.2μm的中波红外探测器在110 K下的响应率为1.1 A/W,比探测率为1.2×10^(11)Jones。在没有施加偏置电压的情况下,300 K下的短波红外光电探测器的外量子效率可以达到61%,110 K下的中波红外光电探测器的外量子效率可以达到30%。

激光安全与防护

TN24 96031564 硅光电池的激光损伤机制=Laser damage mechanismof silicon solar cell[刊,中]/蒋志平,钟海荣,陆启生,刘泽金(国防科技大学应用物理系.湖南.长沙(410073))//应用激光.-1995,15(6).-255-256研究了激光对硅光电池的损伤,实验表明,损伤前后的饱和开路电压相等,损伤程度取决于损伤面积,损伤后伏安曲线变得平直,说明文献[1]提出的锑化铟光伏型探测器的并联电阻模型有普遍意义。