高工作温度碲镉汞红外探测器杜瓦结构研究

随着第三代红外探测器技术的快速发展,高工作温度红外探测器成为重要的发展方向。本文报道了在高工作温度碲镉汞红外探测器杜瓦结构小型化、低功耗、高可靠性方面的研究进展。通过杜瓦结构的优化设计,搭配旋转整体式低温制冷机K562S short,制备出组件体积为80 mm×61 mm×39 mm,重量为212 g,启动时间为2.5 min,工作温度达到150 K的高工作温度中波碲镉汞红外探测器,并初步完成了组件可靠性试验验证,为高工作温度碲镉汞红外探测器的工程化应用奠定了一定的基础,对高工作温度碲镉汞红外探测器的小型化、低功耗、高可靠性研究具有一定的指导意义。

锑基高工作温度红外探测器研究进展

锑基红外光敏材料具有优越的光电转换效率,材料结构稳定、可生产性强,并具备低暗电流和高工作温度(HOT)的优势,符合未来红外探测系统小尺寸、轻重量、低功耗(SWa P)的要求。目前,工程化研制高工作温度红外探测器的锑基材料主要有3类:InSb、锑基II类超晶格和InAsSb,国外已报道了640×512、1024×1024和2040×1156规格的焦平面阵列,工作温度提高到150 K以上。本文从材料特性和器件结构、像元尺寸及工艺技术来阐述国内外锑基高工作温度红外探测器的研究状况。

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。

高工作温度碲镉汞红外探测器研究进展

高工作温度碲镉汞红外探测器作为最近来发展起来的新型探测器,在保证性能不变的基础上,实现了尺寸小、重量轻、功耗低等功能,成为军事侦察、无人机、无人平台的重要探测器件。本文阐述了高工作温度碲镉汞红外探测器的基本原理,重点介绍了碲镉汞P-on-N红外探测器的器件结构设计,并且对美国Raytheon、法国Sofradir、德国AIM、美国Teledyne、美国DRS等公司的研究进展进行了综述性介绍。

高工作温度p-on-n中波碲镉汞红外焦平面器件研究

As注入掺杂的p-on-n结构碲镉汞红外探测器件具有少子寿命长、暗电流低、R0A值高等优点,是高温器件研究的重要技术路线之一。针对阵列规模640×512、像元中心距15μm的As掺杂工艺制备的p-on-n中波碲镉汞焦平面器件,测试了不同工作温度下的性能和暗电流。研究结果表明,在80K工作温度下,器件响应表现出高响应均匀性,有效像元率达99.98%;随着工作温度升高,器件盲元增多,当工作温度为150K和180K时,有效像元率降低至99.92%和99.32%。由于对器件扩散电流更好的抑制,器件在160~200K温度范围内的暗电流低于Rule-07。并且当工作温度在150~180K时(300K的背景下),器件具有较好的信噪比,极大程度地体现了高温工作的可行性。

论高工作温度碲镉汞红外探测器(上)

与用其他材料制备的红外光子探测器相比,碲镉汞红外探测器具有带隙灵活可调、量子效率较高以及R_0A接近理论值等优点。碲镉汞探测器的主要缺点是需要低温制冷,以抑制引起噪声的热生自由载流子。期望碲镉汞探测器在具有高工作温度(High Operating Temperature,HOT)的同时而又无需牺牲性能。HOT碲镉汞探测器的设计目标主要是抑制俄歇过程,从而降低探测器噪声和低温制冷需求。从相关基本概念出发,讨论了对HOT碲镉汞物理机制的理解以及近年来HOT碲镉汞技术的发展状况。

论高工作温度碲镉汞红外探测器(下)

与用其他材料制备的红外光子探测器相比,碲镉汞红外探测器具有带隙灵活可调、量子效率较高以及R_oA接近理论值等优点。碲镉汞探测器的主要缺点是需要低温制冷,以抑制引起噪声的热生自由载流子。期望碲镉汞探测器在具有高工作温度(High Opeating Temperature,HOT)的同时而又无需牺牲性能。HOT碲镉汞探测器的设计目标主要是抑制俄歇过程,从而降低探测器噪声和低温制冷需求。从相关基本概念出发,讨论了对HOT碲镉汞物理机制的理解以及近年来HOT碲镉汞技术的发展状况。

高工作温度中波红外碲镉汞焦平面研究

该文报道了昆明物理研究所高工作温度中波红外碲镉汞焦平面探测器器件的研究情况。通过优化焦平面器件结构参数,采用As离子注入形成p-on-n平面结器件技术,在液相外延生长的高质量原位In掺杂的碲镉汞薄膜上制备了阵列规格为640×512@15μm的中波红外焦平面探测器。利用变温杜瓦测试了焦平面芯片在不同工作温度下的光谱响应、器件暗电流、噪声等效温差、有效像元率以及盲元分布等,测试结果表明器件具备180K以上工作温度的能力。

面向高工作温度应用的带间级联红外光电器件

高温工作探测器是第三代红外焦平面发展的重要方向之一。带间级联探测器结合了势垒结构与多级吸收区结构的特点,通过多量子阱弛豫和隧穿实现光生载流子单方向输运,可以有效降低来自PN结耗尽区的产生-复合暗电流;利用多级短吸收区结构,在扩散长度很短的情况下仍然可以有效地收集光生载流子,从而可以提高探测器在高工作温度下的探测性能。本文主要介绍了作者在带间级联红外光电器件方面的研究进展,包括高工作温度带间级联探测器、高带宽带间级联探测器以及带间级联发光器件等。

基于非平衡模式的碲镉汞高工作温度探测器

本文回顾了当前国内外高工作温度碲镉汞红外探测器的技术路线和相应的器件性能,在碲镉汞器件暗电流的温度特性分析的基础上,讨论了基于非平衡工作模式的碲镉汞探测器的基本原理、器件结构设计和暗电流机制,探讨了吸收层全耗尽碲镉汞器件性能与器件结构参数、材料晶体质量的关系,明确了其技术要点和难点,展望了碲镉汞高工作温度器件技术的发展趋势。

高工作温度InAlSb红外探测器的研究进展

概括了国外InAlSb红外探测器的研究现状、材料性质以及发展趋势,并介绍了几种不同的器件结构及其性能情况。InAlSb/InSb红外探测器的设计目标主要是通过抑制暗电流来提高探测器的工作温度。近年来,基于传统InSb探测器的成熟工艺与技术,InAlSb探测器的性能得到了不断提升。该研究对红外制导、预警等军事领域具有重要的研究意义和应用价值。

警惕发动机温度过高造成空调工作异常

在维修工作中，大家会经常遇到发动机冷却液温度过高的故障。而发动机的温度过高不仅会通过冷却液温度表或指示灯来显示，有时也会通过其他系统的故障表现出来，例如空调系统不工作或间歇不工作。使用空调时，发动机在高负荷状况下工作，空调压缩机会增加发动机的负荷，冷凝器需要冷却风扇强制散热，所以发动机的温度是空调系统的重要参数之一。

温度回升对坝体运行后期工作性态的影响研究

温度回升一直是大坝施工运行期间研究的重点之一。为此,结合周宁碾压混凝土重力坝,通过仿真建模,线性计算,采用张国新等人提出的高掺粉煤灰混凝土水化热温升组合函数模型,分析预测坝体后期温度回升,探究其对坝体变形、应力的影响。仿真预测结果表明,温度回升会在建坝4~5 a后达到峰值,温度回升对坝体变形的影响较小,温度回升至稳定后变形逐渐消除;对应力的影响总体来说是有利的,局部区域会产生拉应力过大。温度回升是一个长期过程,需要在大坝运行期工作性态安全评估充分考虑温度回升的影响。该研究预测性地分析了温度回升可能发生后对坝体运行后期工作性态的影响,可为其他工程温度回升的研究提供参考。

高工作温度碲镉汞p-on-n中波1024×768焦平面探测器

提高红外探测器的工作温度对于减小红外系统的尺寸、重量和功耗至关重要,进而实现结构紧凑和成本低廉的红外系统。昆明物理研究所多年来对掺铟和砷离子注入技术的HgCdTe p-on-n技术进行了优化,实现了性能优异的中波红外探测器的研制。本文报道了高工作温度中波1024×768@10μm红外焦平面阵列探测器的最新结果,并介绍了在150 K工作温度下的器件性能。结果标明,器件在150 K下截止波长为4.97μm,并测得了不同工作温度下的NETD、暗电流和有效像元率。此外,还展示了在150 K的工作温度下焦平面器件的红外图像,并呈现了99.4%的有效像元率。

高工作温度红外探测器的研究进展及趋势

基于高工作温度探测器的热成像系统的典型特征是体积小、重量轻、功耗低,其性能在降低成本的同时与低温制冷型热成像系统的性能相当,有着重要的应用价值和批量生产的前景。本文介绍势垒型探测器的结构特点,阐述构建势垒型探测器的材料结构类型与其对系统性能的影响,总结其他相关技术实现的高温探测器。最后对势垒型探测器目前的研究进展进行归纳,提出了几个高温探测器技术未来的研究方向。

高精度宽工作温度范围计量电子秤的软件设计

介绍了以16位高精度A/D转换器为基础的高精度计量电子秤的软件设计。该电子计量秤以MCS-51单片机为核心,避免了以前电子计量秤温度漂移带来的测量误差,具有精度高、工作温度范围宽、测量速度快、稳定性强、本安电路设计等特点,在国内同类产品中处于领先水平。将该秤固定在平板拖车上实现流量计的在线检定在国内尚属首家,因此该秤在计量检定方面具有很好的应用前景。

发动机工作温度过高的原因及排除方法

发动机工作温度过高通常表现为发动机机体温度过高、水箱温度过高,甚至出现水箱“开锅”现象等。 一、故障原因 可从以下两个方面分析机温过高的原因:一是冷却系的散热能力变差,不能及时将热量散发出去;二是发动机产生的热量过多。 二、故障危害 机温过高有如下害处: (1)有些零件因过度受热膨胀而破坏了正常的配合间隙,甚至发生卡死现象;

Vishay的新款高可靠性栅极电阻具有6.5kW的高功率和+400℃工作温度

Vishay Interteehnology，Ine．宣布，推出新系列高功率、大电流栅极电阻——GRE1。Vishay Milwaukee GRE1器件具有6．5kW的高功率＋400℃的工作温度，以及稳健的设计，可直接替换竞争的解决方案。

1000MW火电机组给水泵推力瓦非工作面温度高原因分析及应对措施

中电投河南公司平顶山发电分公司两台机组采用上海电力修造厂生产的HPT400-390-6型给水泵,运行中出现给水泵推力盘非工作面温度高于工作面的情况,影响机组安全稳定生产,经过分析改造,彻底解决了这一问题。

美国HRL实验室正在研制高工作温度晶圆级红外焦平面阵列

据www.hrl.com网站报道,美国HRL实验室目前正在完成晶圆级红外焦平面阵列(FPA)研制工作,这将会大大减小红外相机的尺寸和成本。该实验室负责开展美国国防高级研究计划局(DARPA)晶圆级红外探测器(WIRED)计划的第三阶段工作。此阶段工作有两个主要目标:第一,不断完善焦平面阵列的晶圆级制造工艺,使其成为一项可实现大批量生产的低成本、高产量技术;第二,通过利用探测器和读出集成电路(ROIC)方面的技术进展来制造可在较高温度下工作的器件,进而降低致冷型红外相机的高成本。