带有垂直石墨烯的金属热电堆红外探测器

热电堆红外探测器主要是由热电偶为基本单元所构成的一种探测器件,因其原理简单、工作时不需要冷却设备等优势已被广泛应用在生产生活的各个方面.然而,传统热电堆器件所选用材料的吸收率通常处在较低水平,并且大部分与微加工工艺不兼容.在此,本文设计提出了一种带有垂直石墨烯(vertical graphene,VG)的金属热电堆红外探测器.通过等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)生长VG并将其保留在器件的热结处,从而实现热电堆红外探测器的宽带和高响应特性.这种复合结构的探测器在波长792 nm的情况下,室温响应率最高可达1.53 V/W,与没有VG的热电堆红外探测器相比,前后响应结果可增加28倍左右,响应时间缩短至0.8 ms左右.该制备过程与微加工工艺相兼容,同时整体提升了器件性能,并适合于大规模生产.此外,利用表面等离激元共振的原理将VG与金属纳米颗粒相互结合,发现在前后同等条件下材料的光吸收有明显的增强,所产生的热电势响应最高可增6倍.以上结果表明,VG在多种应用中具有巨大的潜力,包括光电检测、微发电装置等,...     

薄膜型超导红外(光)探测器

在高Tc GdBaCuO超导薄膜上,采用光刻技术分别制成两种不同结构的辐射、热测量器件及2×4集成阵列式微桥器件红外(光)探测器.探测器芯片安装在STD-3型红外探测器杜瓦冷指上.用黑体及波长为0.6328μm的He-Ne激光器辐照器件,系统观测各种器件的特性,其中最好的结果:在10Hz时的噪音等效功率NEP(500,10,1)=3.6×10^-12 WH_z^1/2;探测率D^*(500,10,1)=1.6×10¹⁰ cmH_z^1/2W^-1;响应率R_v=8.2×103VW^-1.另外,多元串接微桥器件出现的多台阶式的特性,可望在红外探测计量及高频方面获得重要应用.     

CMOS兼容自对准微机械热电堆红外探测器

微机械热电堆红外探测器由于无需致冷,后续检测电路简单,成本低等优点在许多领域得到了广泛应用。提出了一种采用互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容技术及自对准工艺制作的微机械热电堆红外探测器,以减小微机械热电堆红外探测器的工艺复杂度,减小微小释放孔结构的制作难度。和传统的微机械热电堆红外探测器相比,自对准微机械热电堆红外探测器的释放孔大小是由多晶硅热电偶臂之间的间距确定,而不是由光刻工艺确定。为研究自对准微机械热电堆红外探测器性能和热电堆结构之间的关系,设计并制作了两种不同结构的自对准微机械热电堆红外探测器。测试结果表明方形热电堆结构可以获得大的输出电压及响应率,圆形热电堆结构则可以获得快的响应和大的探测率。     

基于VO_2薄膜非致冷红外探测器光电响应研究

VO2 薄膜是非致冷微测辐射热红外探测器热敏电阻材料 .研究中应用微电子工艺制备了VO2 溅射薄膜红外探测器 ,在 2 96K的环境中测试了该探测器在不同的直流偏置、光调制频率下对 873K标准黑体源 8— 12 μm红外辐射的光电响应以及器件的噪声电压 ,在 10和 30Hz的调制频率下其响应率分别大于 17kV/W和接近 10kV/W .该探测器实现了探测率D 大于 1 0× 10 8cmHz/W ,热时间常量为 0 0 11s的 8— 12 μm非致冷红外探测     

铁电薄膜探测器PbZrTiO_3的红外光电响应实验研究

掺杂的铁电薄膜ＰｂＺｒＴｉＯ３与以高温超导体ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７为基底组成红外薄膜探测器．具有自极化性质，并可在室温下操作使用．研究了此种薄膜探测器的结构极化性质，测量了它的红外光电压、光电流与黑体辐射源温度、探测器样品温度及斩波频率之间的关系．     

并联模型研究双层热电薄膜热电性能

目前,热电双层膜的电输运性能测量及预测一般采用并联模型理论,然而并联模型使用条件缺乏理论和实验的支持和验证.本文借助于COMSOL Multiphysics软件采用有限元理论模拟得到了Cu/Si, Ag/Si双层膜在施加温度差下的塞贝克系数,并与并联模型进行比较.研究双层膜两端是否镀金属Pt层、双层膜之间插入高阻/低阻/绝缘界面对双层膜的塞贝克系数测量结果的影响.研究发现,当冷热端无Pt时,高阻和电绝缘界面时Si和Cu两侧电势分别沿温度梯度方向均匀分布,测得其塞贝克系数分别与材料本身的值相同,低阻界面时Cu侧热电势随着探针间距L均匀变化, Si侧呈现非均匀变化.有Pt时, Cu和Si侧的热电势沿着温度梯度的方向分布均匀,无论在绝缘/高阻/低阻界面中, Si和Cu两侧测量值均与Cu塞贝克系数相同.实验研究了Si/Ag和Bi/Ag双层膜,无Pt时, Si/Ag双层膜Si侧的塞贝克系数的绝对值随着温度的降低而降低,但是Ag侧塞贝克系数的绝对值随着温度的降低而升高.有Pt时, Bi/Ag双层膜两侧的塞贝克系数相同.     

体吸收、边电极热电探测器的分析

本文用一维热扩散模型推出了体吸收、悬空型、边电极热电探测器响应率的表达式,并计算了SBN热电探测器的响应率和NEP与材料的吸收系数、器件厚度、工作频率以及前置放大器输入电容之间的关系。本文认为:1.体吸收、悬空型、边电极热电探测器具有最佳响应率厚度和最佳NEP厚度。两种最佳厚度可以根据本文导出的响应率公式和已知的噪声公式计算出来。2.在某些波段,如果能把材料的吸收系数提高到5×10⁴cm^-1以上,就可以研制性能优良的体吸收薄膜器件。     

红外探测器封装技术

探讨了目前红外探测器的封装工艺,对红外探测器的机械连接、电连接、窗口气密性焊接、引线盘工艺、表面处理工艺这几个关键工艺技术进行了比较深入细致的分析,总结了影响探测器正常工作的主要因素。     

红外探测器的进展

红外探测器的发展基础是物理学和技术科学的进展。HgCdTeFPA和非制冷平面列阵，军事装备和广阔的民用市场需求驱动探测器技术进一步发展。     

高性能红外集成探测器

描述了 Si:P 红外集成探测器的性能改进。这种探测器具有 p-i-n 二极管结构,但红外探测方式还包括有在低温下以局部杂质状态存储在 i 区内的电荷的光电发射。在红外照射之后,占有局部态的剩余电荷就场离子化。为了测出剩余电荷,对瞬态场离子电流进行数字化和集成化。增加光敏区 i 的厚度和杂质浓度可提高量子效率。随着杂质浓度的增加,110μm 厚的探测器,在波长27μm左右,其量子效率可从0.5%增加到70%左右,而最大电荷存储时间(红外集成时间)可以从12h以上减少到1s 左右。     

薄膜型热释电探测器及其薄膜的制备

本文阐述了薄膜型热释电探测器原理及其薄膜的制备方法,进一步分析、整理了薄膜制备过程中的条件及参数。     

用Pt薄膜表面温度计测定激光加热的表面温度变化

用溅射Ｐｔ薄膜成功地探测低功率Ｈｅ－Ｎｅ激光加热样品的表面温度变化，结合锁相技术，该系统能分辨的最小温度变化为１０＾－５Ｃ。     

薄膜滤光片的光学稳定性研究

薄膜滤光片中心波长的稳定性是非常重要的参量.这不仅取决于膜层的聚集密度,而且与薄膜材料和基板的折射率温度系数及线性膨胀系数有着紧密的关系.本文根据滤光片的实验参量,分析计算了它们对滤光片中心波长漂移影响的大小,并提出了改善稳定性的途径.     

氮化硅薄膜的微结构

利用TEM,STM和PDS显微光度计研究了ECR-PECVD技术制备的Si₃N₄薄膜的微结构.结果表明：在较低沉积温度下，ECR-PECVD制备的Si₃N₄薄膜是一种纳米α-Si₃N₄薄膜，其晶粒粒度在14—29nm间，而且这种薄膜具有较好的表面平整度.初步分析了ECR-PECVD制备的Si₃N₄在较低沉积温度下形成晶态薄膜的机理. 关键词：     

薄膜生长的多重分形谱的计算

规则分形具有理想的标度不变性,而随机分形(如薄膜生长)概率分布曲线及标度不变性的范围与计算方法有关:以偏离平均高度的方差值求概率,标度不变性不好,多重分形谱也不光滑;而以薄膜平均底面为基准面求概率得到的标度不变性可延伸到3个数量级,多重分形谱光滑.采用外延的方法修正灰度设置的偏移可以对多重分形谱有所改善.另外,讨论了权重因子q取值范围的影响,确定了q的取值范围.     

有机薄膜电致发光的稳定性

解决有机电致发光的稳定性是这一领域的重要课题。我们在相继报道了高亮度的蓝色及绿色器件后[1,2]。     

无机材料的薄膜电致发光

平板显示技术是信息时代对终端显示的基本要求,薄膜电致发光显示器具有全固体化平板显示的特点,是一种全新的终端显示器件．文章扼要介绍了薄膜电致发光原理,综述了电致发光材料尤其是蓝色和白色发光材料的研究进展,指出了目前存在的问题和解决方案,最后简述了彩色薄膜电致发光显示器的最新研究结果     

激光高反射膜的研究

研究混合膜（TiO2 Ta2O3;Ta2O5 ZrO2)的色散规律，用Ta2O5 ZrO2和SiO2成功地镀制出两个波段（632．8nm,1.06μm)的激光反射膜，使激光破坏阈值提高5％－15％（1．06μm)，膜层吸收小，机械强度增加。