基于石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管的光电探测器

以等离子增强化学气相沉积法制备的石墨烯作为导电沟道材料,将其与无机CsPbI_3钙钛矿量子点结合,设计并制备了石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管光电探测器.研究和分析了石墨烯作为场效应晶体管的电学特性及其与钙钛矿量子点结合作为光电探测器的光电特性.结果表明,石墨烯在场效应晶体管中表现出良好的电学性质,其与钙钛矿量子点的结合对波长为400 nm的光辐射具有明显的光响应,在光强为12μW时器件光生电流最大为64μA,响应率达6.4 A·W~(-1),对应的光电导增益和探测率分别为3.7×10~4,6×10~7Jones(1 Jones=1 cm·Hz~(1/2)·W~(-1)).     

基于相邻像素统计一致性的非均匀性校正方法

为了校正长波红外探测器辐射响应非均匀性,提出了一种基于相邻像素统计一致性的非均匀性校正方法.首先,对探测器辐射响应非均匀性建模;然后,利用均值算子估计相邻像素之间的比值,并递推求解校正系数;最后,搭建了原理样机对多种不同场景成像.实验结果表明:与基于黑体的标定方法相比,利用本文方法校正后的图像粗糙度由1.27×10~(-2)降低至1.13×10~(-2),局部标准差峰值由10.5降低至3.5,可以有效降低红外探测器非均匀性噪声.     

光电耦合器的反应堆中子辐射效应

选择3种典型光电耦合器开展了反应堆中子辐照实验,中子注量为3×1011~5×1012cm-2时,位移效应导致电流传输比下降,饱和压降提高。发光器件相同,探测器为Si PIN光电二极管的光电耦合器比探测器为Si NPN光敏晶体管的光电耦合器的初始电流传输比要小,但其抗位移损伤能力更强。探测器均为Si NPN光敏晶体管,发光器件为异质结LED要比硅两性掺杂LED的光电耦合器的电流传输比抗位移损伤能力提高2个量级;以光敏晶体管为探测器的光电耦合器,在较大的正向电流和输出负载电阻条件下工作可提高抗辐射水平。此外,光电耦合器的位移损伤存在加电退火效应。     

光电耦合器的反应堆中子辐射效应

 选择3种典型光电耦合器开展了反应堆中子辐照实验,中子注量为3×10¹¹~5×10¹²cm^-2时,位移效应导致电流传输比下降,饱和压降提高。发光器件相同,探测器为Si PIN光电二极管的光电耦合器比探测器为Si NPN光敏晶体管的光电耦合器的初始电流传输比要小,但其抗位移损伤能力更强。探测器均为Si NPN光敏晶体管,发光器件为异质结LED要比硅两性掺杂LED的光电耦合器的电流传输比抗位移损伤能力提高2个量级;以光敏晶体管为探测器的光电耦合器,在较大的正向电流和输出负载电阻条件下工作可提高抗辐射水平。此外,光电耦合器的位移损伤存在加电退火效应。     

滤波器增强的高灵敏度室温HEMT太赫兹探测器

制备了一种集成有太赫兹低通滤波器的高速、高灵敏度GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管(HEMT)太赫兹探测器。实验研究表明,当在太赫兹天线与引线电极之间加入低通滤波器时,太赫兹耦合天线的谐振性能恢复,室温下器件的响应度达到了1.05×10~3 V/W;测试带宽为1Hz时,器件的噪声等效功率达到了4.7×10~(-11) W。利用该探测器单元对不同材料进行了快速扫描成像,结果表明,该探测器单元具有较好的成像分辨率,且器件的响应速度优于商用的气动探测器的和热释电探测器的。     

In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP雪崩光电二极管响应及电学特性

通过分子束外延生长和开管式Zn扩散方法,制备了低暗电流、宽响应范围的In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP雪崩光电二极管.在0.95倍雪崩击穿电压下,器件暗电流小于10nA;-5V偏压下电容密度低至1.43×10~(-8) F/cm~2.在1 310nm红外光照及30V反向偏置电压下,雪崩光电二极管器件的响应范围为50nW~20mW,响应度达到1.13A/W.得到了电荷层掺杂浓度、倍增区厚度结构参数与击穿电压和贯穿电压的关系:随着电荷层电荷密度的增加,器件贯穿电压线性增加,而击穿电压线性降低;电荷层电荷面密度为4.8×10~(12)cm~(-2)时,随着倍增层厚度的增加,贯穿电压线性增加,击穿电压增加.通过对器件结构优化,雪崩光电二极管探测器实现25V的贯穿电压和57V的击穿电压,且具有低暗电流和宽响应范围等特性.     

具有混合结构的三基色有机光电探测器的光电特性

采用溶液旋涂和高真空蒸镀工艺制备了平面和体异质结混合型器件结构的三基色有机光电探测器,利用实验分步探究其不同组分的活性层厚度、混合度以及前置吸收层对器件光电特性的影响.在此基础上,对三基色有机光电探测器进行样品制备及测试.结果表明,混合型结构的光电探测器件对光的吸收几乎覆盖整个可见光区域,对350~700nm范围的光呈现出类似于平台式的宽光谱响应.该器件在-1V偏置电压下,对红、绿、蓝光的比探测率分别为2.89×10~(11) Jones、3.22×10~(11) Jones、1.97×10~(11)Jones,表明该器件对红、绿、蓝光有较好探测效果,尤其对红光的探测率有3~4倍提升.     

MOS-XY扫描器与CCD成像器的比较

光谱探测器广泛用于金属-氧化物-半导体 X-Y(MOS-XY)扫描器和基于电荷耦合器件(CCD)的成像器。70年代研制的 MOS-XY 探测器可从多光电二极管元件中产生一系列输出。MOS-XY 技术的制作成本低且产量很高。MOS-XY 器件的主要缺点是探测器的噪声,其噪声在1000个噪声-等效光子范围(信噪比达到1时的光子信号电平)内。高噪声电平是由连接到所有光电二极管的大电容总线产生的。     

基于VO2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296K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—12μm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1.0×10⁸cm (Hz)^1/2/W,热时间常量为0.011s的8—12μm非致冷 关键词： 非致冷测辐射热探测器 红外探测器 二氧化钒 薄膜     

基于MOCVD外延超薄氧化镓薄膜的高性能日盲和X射线探测器（特邀）

为了顺应光电探测器和阵列小尺寸、多功能、高密度集成的发展趋势,报告了一种基于超薄氧化镓(Ga_2O_3)制成的高性能日盲和X射线双功能探测器。基于金属有机化合物化学气相沉淀法,通过高温下的精细生长调控,实现了较薄厚度(70 nm)的高质量Ga_2O_3异质外延薄膜。得益于Ga_2O_3的超宽禁带和薄膜的高质量,基于此薄膜制备的金属-半导体-金属结构光电探测器在日盲紫外探测方面实现了5.5×10~7的光暗电流比,4.65×10~(15)Jones的探测率,3.53×10~4%的外量子效率,72.2 A/W的响应度,而且上述日盲紫外探测参数在不同的日盲光强下(14.7～548μW/cm~2)保持相对稳定;在X射线探测方面实现了1.91×10~4μC·cm~(-2)·Gy~(-1)的超高灵敏度,在等效厚度的情况下,超过之前报道的Ga_2O_3薄膜器件。同时,器件在较低的工作电压下,依然可以维持较高的综合性能。通过系统分析,薄膜质量的提升、本征氧空位电离和光致肖特基势垒降低效应等因素共同导致器件表现出针对日盲紫外和X射线的优良探测性能。此外,X射线诱导的级联效应也是超薄Ga_2O_3具备高X射线探测灵敏度的主要因素之一。该工作可为今后兼具高性能、低功耗的超薄日盲和X射线探测器提供有益的参考。