室温中波红外碲镉汞探测器激光辐照饱和特性的仿真

针对室温工作的光伏型碲镉汞中波红外探测器激光辐照饱和特性进行了仿真,结果表明,中红外激光对碲镉汞材料的加热效应以及光照导致零偏压阻抗降低,是影响探测器输出量子效率的重要因素。利用一维数值仿真方法,建立了室温碲镉汞pn结的模型,计算了稳态激光辐照下器件量子效率以及零偏压阻抗。理论计算了激光辐照下的稳态温度分布近似模型,并将温度场分布耦合到仿真计算中,发现衬底厚度会影响芯片的温升,从而显著影响器件饱和阈值的大小。另外,计算表明,随着光照强度的增加,器件的零偏压阻抗降低,并将仿真结果与实测芯片参数进行了比较。计算分析为设计高饱和辐照度阈值的中波红外碲镉汞探测器提供了参考。     

具有组分梯度的HgCdTe探测器光电特性

PN结分别制备在HgCdTe外延薄膜材料的Cd组分非线性分布区和线性分布区的高组分端,研究了具有组分梯度的HgCdTe探测器的光电特性。计算不同温度下组分梯度产生的内建电场,结果显示Cd组分线性分布产生的内建电场在100～200 V/cm,而Cd组分非线性分布使得样品表面薄层的内建电场高达2 000 V/cm,推测组分梯度产生的内建电场对光生少子运动的影响是引起两个样品光电性能差异的主要原因。通过分析样品响应率随温度的三种不同变化趋势,提出利用温度调控组分梯度产生的内建电场,有利于降低空间电荷效应,为大注入下提高HgCdTe探测器的饱和阈值提供了一种新的设计思路。     

碲镉汞霍耳测试副效应及其与组分的关系

为了准确地表述碲镉汞(Hg1-xCdxTe)的电学性能,对碲镉汞(Hg1-xCdxTe)样品进行了霍耳效应测试,讨论了伴随霍耳电压所产生的几种副效应电压的特性及其消除方法,研究了第5种电压在不同组分x碲镉汞样品上的体现。在高阻样品上拟合出第5种电压随测试电流变化曲线。分析了第5种电压和碲镉汞材料晶体质量之间的关系。     

PAN-LATP复合固态电解质的制备与性能表征

与传统的液态电解质相比,固态聚合物电解质可以显著提高锂二次电池的安全性和能量密度,但其室温锂离子传导率低、机械性能比较差,这些缺点限制了固态聚合物电解质在锂二次电池中的应用.为了解决上述问题,本文采用溶液浇铸法在聚丙烯腈(PAN)固态聚合物电解质中引入无机固态电解质Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3(LATP)制备了PAN-LATP复合固态电解质(CSE).该复合固态电解质不仅具有较高的锂离子电导率,还拓宽了电化学稳定窗口.当LATP含量为15%时CSE的锂离子传导率最高,室温下为2.14×10~(-5)S/cm,333 K时为3.03×10~(-4)S/cm.与此同时,固态聚合物电解质的机械强度也得到了很好的改善.结果表明该性能优良的固态电解质有望用于锂离子电池和其他电化学储能系统.     

具有组分梯度的HgCdTe探测器在激光测量中的潜在应用

该文将组分梯度引入HgCdTe探测器结构设计中,提出了一种可以降低PN结附近热激发载流子浓度的方法。建立暗电流机制模型,分析高温下暗电流成份,分析结果表明,降低热激发载流子浓度对结区的影响是提高器件工作温度的关键。利用组分梯度在PN结附近构建不同的电场,不同电场下样品暗电流和噪声电流随温度的变化曲线表明,构建的电场越强,降低结区附近热激发载流子浓度的效果越明显。通过数据分析,提出构建10³ V/cm量级的组分梯度内建电场可抑制热激发载流子向结区的扩散运动,有效地降低结区附近热激发载流子浓度。     

具有绝热结构的高性能锰钴镍氧热敏探测器的制备及特性研究

通过湿法腐蚀工艺成功制备了具有绝热结构的锰钴镍氧(MCNO)热敏电阻探测器.测试表明,绝热结构使得热敏探测器的热导大幅降低,在真空环境下仅为没有绝热结构器件的1/20,典型热导率值为1.37 mW/K.通过V-I测试并结合理论曲线拟合发现,MCNO薄膜材料的热导率随温度增高而减小.绝热结构使得MCNO热敏探测器的响应率大幅提高,在30 Hz调制频率、36V偏置电压下,响应率典型值为50.5 V/W,是没有绝热结构器件的10倍.实验验证了在MCNO薄膜材料上制作绝热结构热敏探测器的可能性,为制作新型室温全波段高性能红外探测器奠定了基础.     

碲镉汞光导器件在风云气象卫星中的应用北大核心CSCD

风云气象卫星是中国作为世界大国的“标配”之一,高效服务于我国国民经济和社会发展,有效提升了中国作为世界负责任大国的国际形象。红外探测器作为风云气象卫星的“眼睛”,其性能直接关系到风云卫星的应用效果。碲镉汞光导器件作为第一代光子型红外探测器,在我国风云气象卫星事业的发展壮大中起到了关键作用,尤其是作为全国产化高性能红外探测器,在如今风云变幻的国际环境中更是为我国气象卫星事业的继续发展起到了“定海神针”的作用。本文中以目前在轨运行的风云卫星为基础,概述了在我国风云气象卫星中应用的碲镉汞光导器件的最新性能,也为该系列高性能红外探测器的后续商业化推广应用进行了展望。