电子倍增CCD中电荷载流子倍增寄存器的分布式等效电路模型

为了研究电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)中电荷载流子倍增寄存器(CCM)内部电荷的倍增及转移特性,提出了一种适用于CCM的电荷传输机制仿真的分布式等效电路模型。利用泊松方程求解了均匀掺杂条件下CCM单元的电势分布,通过基尔霍夫电压定律(KVL)得到了该单元的最大电势表达式,从而得到了其分布式等效电路。同时,结合该单元内的电势分布求解,最终得到了分布式等效电路模型。通过对该模型的分析表明:CCM单元内电极间的间隙越小,电荷倍增率越大。CCM电荷传输主要受到自感生电场和热扩散电场作用,由于自感生电场的电荷迁移率作用,大部分电荷在时钟周期的初始阶段完成转移。

电荷载流子倍增输出概率分布对图像均匀性影响因素研究

为了研究电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)中电荷载流子倍增(CCM)结构的输出概率分布及其对图像均匀性的影响,建立了EMCCD中CCM结构的概率模型,利用概率生成函数(PGF)推导了多级CCM倍增结构的输出概率密度函数(PDF),讨论了PDF在提高图像均匀性中的应用。仿真及实验结果表明:当输入信号一定时,输出图像均匀性随倍增增益的增加而逐渐变差;当倍增增益一定时,输入信号越大则输出图像均匀性越差。因此,EMCCD在微光探测条件下图像均匀性较好,且适当地降低倍增增益有利于提高输出图像的均匀性。

电荷载流子倍增寄存器中的倍增噪声

信号电荷在电荷载流子倍增寄存器中的强场下,吸收电场能量激发碰撞电离过程。电子碰撞电离过程激发的电子-空穴对具有独立性和随机性,其激发过程产生的倍增噪声主要是散粒噪声。借助于马尔可夫链定理,得到了CCM单元的倍增因子的计算方法,建立了电子碰撞电离的数学模型。在此基础上,推导了CCM单元倍增噪声的功率谱密度,表明其与倍增因子相关。

InP衬底上的双载流子倍增雪崩光电二极管结构设计

雪崩光电二极管因其具有高的倍增被广泛应用于光通信、激光雷达等各种领域,为了适应极微弱信号探测应用场合,需要器件获得更高的增益值.当前雪崩光电二极管一般采用单载流子倍增方式工作,其倍增效果有限.本文设计了一种电子和空穴同时参与倍增的InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As雪崩光电二极管结构,其中吸收层采用In_(0.53)Ga_(0.47)As材料,空穴倍增层采用InP材料,电子倍增层采用In_(0.52)Al_(0.48)As材料,两个倍增层分布在吸收层的上下两侧.采用Silvaco TCAD软件对此结构以及传统单倍增层结构进行了模拟仿真,对比单InP倍增层结构和单In_(0.52)Al_(0.48)As倍增层结构,双倍增层结构在95%击穿电压下的增益值分别约为前两者的2.3倍和2倍左右,由于两种载流子在两个倍增层同时参与了倍增,所以器件具有更大的增益值,且暗电流并没有增加,有望提高系统探测的灵敏度.

第三代电致发光的尝试(Ⅱ)

电致发光中有3个瓶颈过程:碰撞激发、载流子倍增及初电子来源.我们先研究了碰撞激发,找出了影响碰撞激发截面的各种因素.据此,提出了用三种材料分层进行电子预热,过热电子加速及发光中心碰撞激发的结构. 关于载流子的倍增,在电致发光中虽是最基本的过程,但直接的证明甚少.在粉末电致发光中,徐叙瑢等在60年代初曾用紫外光脉冲激发载流子的侦询方法,得到了碰撞离化倍增的直接证明.在薄膜电致发光中则一直没有这种直接证明.