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基于半导体集成电路辐射效应的空间辐射环境探测器

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核电子学与探测技术 2002年第4期22卷 374-376页

作者：张庆祥侯明东甄红楼中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000

空间辐射环境能够引起半导体集成电路发生的总剂量效应、单粒子效应等辐射效应 ,可以被用来进行空间辐射环境监测。在一定条件下 ,基于此原理的探测器具有常规的面垒型探测器以及 PIN型探测器等所不具备的优点。尤其适合航天器舱内带电... 详细信息

空间辐射环境能够引起半导体集成电路发生的总剂量效应、单粒子效应等辐射效应 ,可以被用来进行空间辐射环境监测。在一定条件下 ,基于此原理的探测器具有常规的面垒型探测器以及 PIN型探测器等所不具备的优点。尤其适合航天器舱内带电离子探测和用于航天医学的个人辐射剂量探测。介绍了三种基于半导体器件辐射效应的探测器。

关键词：半导体集成电路辐射效应总剂量效应单粒子效应空间环境探测器空间辐射环境

利用HIRFL加速的重离子获得半导体器件的σ-LET曲线

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科学通报 2002年第5期47卷 342-344页

作者：张庆祥侯明东甄红楼刘杰中国科学院近代物理研究所兰州730000

表征器件单粒子敏感度的σ-LET 曲线是轨道翻转率预估的重要依据.利用兰州重离子加速器（HIRFL）加速的 35 MeV/u的36Ar离子和 15.14 MeV/u的136Xe离子得到的 32 kbit×8静态存储器（SRAM）IDT71256单粒子翻转的实验数据,用Weibull和Log... 详细信息

表征器件单粒子敏感度的σ-LET 曲线是轨道翻转率预估的重要依据.利用兰州重离子加速器（HIRFL）加速的 35 MeV/u的36Ar离子和 15.14 MeV/u的136Xe离子得到的 32 kbit×8静态存储器（SRAM）IDT71256单粒子翻转的实验数据,用Weibull和Lognormal两种函数拟合获得了完整的σ-LET 曲线,对两种拟合结果的差别进行了讨论,并在拟合参数的基础上估算了地球同步轨道和两条太阳同步轨道辐射环境中IDT71256的翻转率.

关键词： HIRFL 加速重离子 σ-LET曲线半导体器件单粒子效应

用金属小球进行长波量子阱红外探测器的光耦合

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物理学报 2007年第11期56卷 6648-6653页

作者：熊大元李志锋陈效双李宁甄红楼陆卫中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083

针对实验中9.5μm峰值响应波长的n型长波量子阱红外探测器设计运用二维金属小球(铜)阵列作光耦合结构.金属小球阵列均匀填充在绝缘的胶黏剂中,基于惠更斯原理研究二维金属小球阵列体系的光耦合和光吸收,结果表明对9.5μm响应波长的长波... 详细信息

针对实验中9.5μm峰值响应波长的n型长波量子阱红外探测器设计运用二维金属小球(铜)阵列作光耦合结构.金属小球阵列均匀填充在绝缘的胶黏剂中,基于惠更斯原理研究二维金属小球阵列体系的光耦合和光吸收,结果表明对9.5μm响应波长的长波量子阱红外探测器,采用周期为3μm,半径为0.9μm左右的金属小球阵列可以获得最佳的光耦合.优化设计后的量子效率(66%)远高于45°磨角耦合的量子效率(38%),为实验运用金属小球阵列进行长波量子阱红外探测器的光耦合提供了基本的理论依据和详细的优化设计方案.

关键词：长波量子阱红外探测器金属小球阵列光耦合光吸收

空穴在动量空间分布对p型量子阱红外探测器响应光谱的影响

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物理学报 2006年第8期55卷 4247-4252页

作者：周旭昌陈效双甄红楼陆卫中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083

通过对p型量子阱红外探测器(QWIP)的自洽计算,得到了量子阱价带的电子结构和器件的光电流谱,并研究了载流子在动量空间分布对p型QWIP光谱响应的影响.计算结果表明,在动量空间不同区域的空穴对器件的光谱响应起着不同作用,从而使得在p型Q... 详细信息

通过对p型量子阱红外探测器(QWIP)的自洽计算,得到了量子阱价带的电子结构和器件的光电流谱,并研究了载流子在动量空间分布对p型QWIP光谱响应的影响.计算结果表明,在动量空间不同区域的空穴对器件的光谱响应起着不同作用,从而使得在p型QWIP中,空穴浓度和温度都将影响器件的响应光谱.所得结果合理地解释了实验中器件响应光谱随掺杂浓度和温度的变化.

关键词： p型量子阱红外探测器响应光谱空穴浓度温度

用^(12)C离子模拟质子引起的单粒子效应

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原子核物理评论 2001年第3期18卷 169-173页

作者：张庆祥侯明东甄红楼刘杰中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000

在理论分析的基础上 ,提出了一种利用兰州重离子加速器提供的高能 12 C离子模拟质子引起单粒子效应的途径 .在保证核反应机制是引起单粒子效应主要机制的前提下 ,用高能 12 C离子可以模拟质子在功率金属 -氧化物 -半导体场效应晶体管中... 详细信息

在理论分析的基础上 ,提出了一种利用兰州重离子加速器提供的高能 12 C离子模拟质子引起单粒子效应的途径 .在保证核反应机制是引起单粒子效应主要机制的前提下 ,用高能 12 C离子可以模拟质子在功率金属 -氧化物 -半导体场效应晶体管中引起的单粒子烧毁以及单粒子栅极击穿 ,获得质子单粒子效应的饱和截面 ,定性研究质子单粒子效应的角度效应 ,还可以作为高能质子单粒子效应实验前的预备实验 .该方法拓展了兰州重离子加速器加速的轻的重离子在单粒子效应实验研究方面的应用。

关键词：质子单粒子效应重离子核反应直接电离 ^12C 碳12 理论分析航天器兰州重离子加速器

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红外光电子学中的新族--量子阱红外探测器

中国科学（G辑） 2009年第3期39卷 336-343页

作者：陆卫李宁甄红楼徐文兰熊大元中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083 华东师范大学信息科学技术学院极化材料与器件教育部重点实验室上海200241

回顾了近10年基于半导体中量子限制效应红外探测器的进展.主要关注的是二维限制结构,即量子阱结构,形成的区别与传统红外光子探测的子带跃迁机理.在红外光电子领域作为新族的量子阱红外探测器(quantum well infrared photo-detector,QW... 详细信息

回顾了近10年基于半导体中量子限制效应红外探测器的进展.主要关注的是二维限制结构,即量子阱结构,形成的区别与传统红外光子探测的子带跃迁机理.在红外光电子领域作为新族的量子阱红外探测器(quantum well infrared photo-detector,QWIP)与最典型的红外探测器代表碲镉汞红外探测器进行了各自特色的分析,包括基本工作机理和材料与器件的制备技术等方面.对于QWIP发展的回顾提升了与碲镉汞红外探测器之间的互补关系.也给出了对于QWIP在未来发展方面的基本趋势.

关键词：红外光电子学量子阱红外探测器研究进展发展趋势

卷曲量子阱红外探测器应力变化及对探测性能的影响

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红外与毫米波学报 2021年第1期40卷 19-24页

作者：张飞黄高山聂晓飞甄红楼梅永丰范润华上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 复旦大学材料科学系上海200433 上海海事大学上海深远海洋装备材料工程技术研究中心上海201306 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083

研究了卷曲量子阱红外探测器的应力状态变化及对光电性能的影响,发现拉应力使导带能级上移,压应力则使其下移,且双量子阱结构的卷曲薄膜的能带移动取决于两个量子阱的合应力变化;卷管薄膜可以有效将应力变化转变为应变,从而减小环境温... 详细信息

研究了卷曲量子阱红外探测器的应力状态变化及对光电性能的影响,发现拉应力使导带能级上移,压应力则使其下移,且双量子阱结构的卷曲薄膜的能带移动取决于两个量子阱的合应力变化;卷管薄膜可以有效将应力变化转变为应变,从而减小环境温度变化对能带移动的影响,提高红外器件温度稳定性;褶皱薄膜相比于卷管薄膜的量子阱具有较大的压应力,导致其光响应率较低;相同外加偏压下,卷管器件比褶皱器件的电压响应率提高约2.5倍。

关键词：量子阱红外探测器卷曲薄膜光致发光谱应力响应率

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甚长波量子阱红外探测器的暗电流特性研究

物理学报 2007年第9期56卷 5424-5428页

作者：熊大元李宁徐文兰甄红楼李志锋陆卫中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083 华东师范大学信息科学技术学院上海200062

基于载流子在量子结构中的输运理论研究了甚长波量子阱红外探测器(峰值响应波长15μm,量子阱个数大于40)的载流子的输运性质.研究结果表明,在甚长波量子阱红外探测器中,电流密度一般很低,暗电流主要来源于能量高于势垒边的热激发电子.... 详细信息

基于载流子在量子结构中的输运理论研究了甚长波量子阱红外探测器(峰值响应波长15μm,量子阱个数大于40)的载流子的输运性质.研究结果表明,在甚长波量子阱红外探测器中,电流密度一般很低,暗电流主要来源于能量高于势垒边的热激发电子.通过薛定谔方程和泊松方程以及电流的连续性方程的自洽求解,发现外加偏压下电子浓度在甚长波器件各量子阱的分布发生较大变化,电场在整个器件结构上呈非均匀分布,靠近发射极层的势垒承担的电压远远高于均匀分布的情形.平带模型假定电压在器件体系上均匀分布,导致小偏压下的理论计算值远远低于实验值.通过自洽计算获得电子浓度及电场强度在整个器件结构上的重新分布,由此获得的暗电流特性很好地解释了实验结果.

关键词：甚长波量子阱红外探测器量子波输运暗电流

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衬底剥离的量子阱红外探测器研究(英文)

红外与毫米波学报 2006年第3期25卷 161-164页

作者：甄红楼李宁江俊徐文兰陆卫黄绮周均铭中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家实验室上海200083 中国科学院物理研究所北京100080

对用MBE生长的GaAs/A lGaAs量子阱材料进行了衬底剥离,在此基础上制备了单元器件并测量了器件的黑体响应率以及光电流响应.实验解决了衬底剥离及器件制备中的工艺问题,研究了衬底剥离对材料及器件性能的影响以及用这种方法制备器件的可... 详细信息

对用MBE生长的GaAs/A lGaAs量子阱材料进行了衬底剥离,在此基础上制备了单元器件并测量了器件的黑体响应率以及光电流响应.实验解决了衬底剥离及器件制备中的工艺问题,研究了衬底剥离对材料及器件性能的影响以及用这种方法制备器件的可行性.结果表明选择腐蚀法是一种有效的衬底剥离方法,用这种方法得到的多量子阱薄膜材料仍具有较好的红外探测性能,为进一步实验提供了依据.

关键词：衬底剥离量子阱红外探测器光电流谱介电函数