具有UV探测灵敏性、稳定性和重复利用性的层状铀酰配位聚合物研究

灵敏的UV探测对于工业生产和个人防护非常重要,本研究旨在开发新型UV探测材料。一般而言,铀酰单元具有相对高的UV吸收效率和荧光强度。本课题组成功地在水热条件下制备了一例铀酰配位聚合物[(TEA)2(UO2)5(PhPC)6](TEA=四乙基胺离子,PhPC=(2-羧基乙基)苯膦酸,标记为UPhPC-1)。基于单晶XRD数据的结构分析表明UPhPC-1中有三个不同的铀酰中心,其中两个铀酰单元为五角双锥构型,而第三个铀酰单元为四角双锥构型。全部三个铀酰中心与配体在[bc]平面配位形成无限的铀酰层。通过氢键网格和π-π相互作用,这些铀酰层堆积成整体的层状结构。此化合物具有很好的热稳定性、水稳定性和高抗辐照能力。UV辐照实验结果表明UPhPC-1的本征荧光强度对365 nm的UV辐射高度敏感,检测下限低且响应速率快,而发光强度与UV辐照剂量呈负相关。电子顺磁共振谱分析证实在UV光照射下,UPhPC-1中极有可能产生自由基,造成铀酰荧光部分淬灭。进一步,被淬灭样品中的自由基能够在加热后被去除,从而实现UPhPC-1发光强度的快捷恢复。目前的结果表明UPhPC-1在UV辐照的定量探测领域具有一定的发展潜力。

n-ZnO/p-Si异质结UV增强型光电探测器的研究

采用平面工艺,在p+-Si背底上电子束蒸发Al制作欧姆电极,在p-Si外延层上溅射掺Al的 ZnO薄膜,再蒸发Al作有源区欧姆电极,研制成n-ZnO/p-Si异质结UV(ultraviolet)增强型光电探测器。测试结果表明:器件明显增强了200～400 nm紫外光的响应,同时保持了传统的Si探测器对波长大于400 nm波段的光谱响应,在330,420,468、525 nm附近有四个明显的光谱峰值响应。器件光致发光谱(PL)在371 nm处有发光峰值。

碳化硅紫外探测器的研究

采用宽禁带半导体n 4H SiC和金属Au作肖特基接触 ,TiNiAg合金作背底形成欧姆接触 ,研制出Au/n 4H SiC肖特基紫外探测器 .测试分析了该器件的光谱响应特性 :响应范围为 2 0 0～ 4 0 0nm之间 ;在室温无偏压下 ,响应峰值在 31 0nm处 ,响应半宽为 85nm .同时测试分析了该器件的I V特性 :在室温下 ,正向开启电压为 0 .8V ,反向击穿电压大于 2 0 0V ,反向漏电流小于 1 0 -10 A ;工作温度大于 2 50℃ .实验表明 ,Au/n 4H

SiC基的高性能紫外光电探测器

用宽禁带半导体n-4H-SiC和金属Au作肖特基接触,Ti,Ni,Ag合金作背底形成欧姆接触,研制出Au/n4H-SiC肖特基紫外探测器.测试分析了器件在高温高压下的光谱响应特性,响应范围在200～400nm之间,室温无偏压下,响应峰值在320nm,响应半宽为82nm.在高反压下(100V以上)探测器的光谱响应曲线出现了锐上升和锐截止,在260～380nm之间有非常平稳的光谱响应;在高温533K无偏压下,紫外响应特性仍然保持良好.

GaN基紫外光电探测器的材料制备及器件优化研究进展

紫外光在各领域应用广泛,制备高性能紫外光电探测器(UV PD)受到研究人员的重视。GaN作为宽禁带半导体材料,具有高电子迁移率、稳定的物理化学性质、高击穿电压、低暗电流和固有可见盲区的特点。GaN基UV PD具有制备工艺简单、体积小无需附加滤光系统、易于与其他材料集成等特点,表现出优异的紫外光探测性能。围绕GaN基UV PD,介绍了GaN材料在制备工艺上的研究进展;详细论述了常见结构GaN基UV PD最新结构的优化对器件性能的影响;介绍了基于表面声波、表面等离激元和场效应晶体管集成的新型GaN基UV PD;最后,对GaN基UV PD的发展趋势进行了展望。

基于单片机的智能点火控制系统设计

本文设计了冶金轧钢退火炉、环形炉、罩式炉安全快速智能点火控制装置。智能点火控制装置由单片机控制硬件控制逻辑,再由硬件控制逻辑控制打火、开关阀等动作,当出现报警而单片机未能给出报警信号给硬件控制逻辑时,硬件控制逻辑会在一定时间后自行报警。本装置在工作时,UV探测器对火焰实时检测,一旦无火焰信号会及时传输给单片机和硬件控制逻辑。正是由于实时检测和双重保护使得整个点火控制装备在使用的时候更可靠更安全。另外本装置还可以通过修改软件运用在不同的生产工艺上,具有很强的可移植性。

紫外ICCD的辐射定标

为保证紫外探测所得数值结果的准确性并为电力电晕探测等应用提供直接的技术支持,对UV-ICCD的辐射定标技术进行了研究,以建立靶面输入辐照度和探测器数字化输出之间的响应特性关系。推导了辐射定标的原理,并基于标准氘灯对UV-ICCD探测器进行了辐射定标,其标准光源由美国国家标准和技术研究所(NIST)标定,不确定度为5%。在固定积分时间和固定MCP增益情况下,实验标定了UV-ICCD探测器的响应以及UV-ICCD探测器响应与MCP增益之间的关系。初步的定标数据显示,UV-ICCD探测器的响应是线性的,MCP增益与输出图像的平均灰度值成正比。最后,对影响定标结果不确定度的来源进行了分析,结果表明,辐射定标的最大不确定度约为7.94%,满足<10%的定标要求。

4×44H-SiC紫外雪崩光电二极管阵列

碳化硅(SiC)雪崩光电二极管(APD)固态紫外(UV)探测器在很多领域具有重要的潜在应用价值。针对4H-SiC APD阵列目前面临的像元良率较低和击穿电压一致性差等问题,基于吸收电荷倍增分离结构,设计制备了一款4×4的4H-SiC APD阵列芯片,并对其紫外探测性能和阵列像元的一致性进行了测试与分析。结果显示,所制备的4×4 4H-SiC APD阵列不但具有较大的像元面积,而且具有较好的紫外探测性能、较高的像元良率和较好的击穿电压一致性。室温下,像元的雪崩增益高达10~5以上,单位增益最大外量子效率为70%,阵列中16个像元均实现雪崩硬击穿,像元良率达到100%,击穿电压保持高度一致,均为157.2 V,在95%击穿电压时像元的暗电流全部小于1 nA。4H-SiC APD阵列性能的提高将为4H-SiC APD在紫外成像领域的应用奠定基础。