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红外与激光工程 2014年第4期43卷 1047-1051页

作者：林涛刘飞韩平丽邵晓鹏任勐吕鸿鹏张建奇西安电子科技大学物理与光电工程学院陕西西安710071 西安现代控制技术研究所陕西西安710065

针对采用各种隐身技术的红外目标与周围背景之间的辐射差异不明显，导致探测困难这一问题，利用目标和背景在窄波带内的辐射特征具有较大差异这一特性，建立了基于红外光谱探测的谱带内红外辐射对比度的研究。通过对红外辐射相对对比度... 详细信息

针对采用各种隐身技术的红外目标与周围背景之间的辐射差异不明显，导致探测困难这一问题，利用目标和背景在窄波带内的辐射特征具有较大差异这一特性，建立了基于红外光谱探测的谱带内红外辐射对比度的研究。通过对红外辐射相对对比度以及绝对对比度的分析，综合大气条件在整个传输过程中的影响，结合理论计算以及实验分析确定出用于红外隐身目标探测的最优谱带为2.86～3.30μm和4.17～4.55μm两个窄波带。实验结果表明：在所选取的用于谱带探测的窄波带能够很好的消除背景红外辐射的影响，以此突出目标辐射，具有良好的可探测性。

关键词：光谱探测红外隐身目标辐射对比度窄波带

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基于CH3NH3PbI3异质结光电探测器的性能研究和调控

基于CH3NH3PbI3异质结光电探测器的性能研究和调控

引用

作者：刘源河北大学

学位级别：硕士

光电探测器作为一种可以把光信号转换成易于测量电信号的装置,可以广泛的应用于海洋探测、光通信、图像传感、射线探测、生物传感等领域。有机-无机杂化钙钛矿CHNHPb X(X=cl,Br,I)材料因其优异的光电特性,例如带隙可调,光吸收系数强,优... 详细信息

光电探测器作为一种可以把光信号转换成易于测量电信号的装置,可以广泛的应用于海洋探测、光通信、图像传感、射线探测、生物传感等领域。有机-无机杂化钙钛矿CHNHPb X(X=cl,Br,I)材料因其优异的光电特性,例如带隙可调,光吸收系数强,优异的双极性载流子传输能力等特点,一直是光电探测器研究的“明星”材料之一。但是钙钛矿材料的不稳定性和缺乏对特定波长的光吸收一直限制着钙钛矿光电探测器的商业化应用和颜色分辨领域的发展,而目前对于改善钙钛矿稳定性和调控其性能的研究和报道都存在成本高,调控方式单一等缺点。因此,为了解决上述问题,本文以CHNHPbI异质结为研究对象,系统研究了聚合物层对异质结光电性能和环境稳定性的影响,并且通过旋涂不同Br掺杂的钙钛矿层作为OAED层(Optically-active-but-electronically-dead-layer)来调整CHNHPbI异质结对光的吸收范围,探索了不同Br掺杂的钙钛矿组合对器件响应波段、光电性能以及响应速度的影响,为该异质结在窄带探测方面的潜在应用打下坚实的基础。首先,通过一步旋涂并添加反溶剂的方法制备了覆盖面积广、致密均一的CHNHPbI薄膜,对CHNHPbI薄膜进行了系统的结构、形貌以及光学性能的表征,通过复合其他纳米材料制备了p-i-n型的光电探测器,利用不同浓度的聚合物PMMA钝化CHNHPbI薄膜表面,研究了不同浓度的聚合物层对CHNHPbI异质结光电性能以及环境稳定性的影响。通过对光响应度及探测度的计算发现,7.5 mg/mL PMMA处理的样品的光电性能最好,在671 nm的光入射下且无外加偏压的情况下,响应度达到0.46A/W,探测度达到3.18×10Jones,响应时间为0.21 s/0.12 s。此外,研究了最佳浓度PMMA钝化后器件的环境稳定性与热稳定性,结果表明,经过15天空气环境放置后,7.5 mg/mL PMMA处理的样品光电流仍保持初始值的86%以上,同样的,其在高温条件下的热稳定性也表现出极大的提高。其次,在原有结构的基础上,通过在透明电极背面旋涂一层独立的钙钛矿层来调控CHNHPbI异质结的光吸收波段,通过改变钙钛矿层中I与Br的比例,从而实现不同响应波段的窄带探测。研究结果表明,该探测器的响应波段可以随着钙钛矿层的不同组合在550 nm-800 nm之间连续变化,其产生窄带响应的根本原因在于独立的钙钛矿层可以有效的调控器件的光吸收波段,并对半导体内部的光生载流子的收集产生影响。该窄带光电探测器的最高响应度可达0.17 A/W,半高宽均小于85 nm。更重要的是,不同钙钛矿组合的器件响应速度随OAED层的引入几乎没有发生改变,响应时间最高可达90μs/214μs,其所表现出的优异的颜色分辨和高灵敏度可以与商用的硅基光电探测器相媲美。

关键词： CH3NH3PbI3异质结光电探测自驱动稳定性窄波带

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