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HgCdTe薄膜材料组分分布对器件响应光谱的影响

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红外与毫米波学报 2013年第3期32卷 225-230页

作者：崔宝双魏彦锋孙权志杨建荣中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083

研究了HgCdTe液相外延薄膜的纵向组分分布对探测器响应光谱的影响.提出了一种计算HgCdTe红外探测器响应光谱的模型,模型中综合考虑了薄膜的实际组分分布以及光在器件各层结构中的相干、非相干传输.计算结果表明,在探测器的光吸收区,HgC... 详细信息

研究了HgCdTe液相外延薄膜的纵向组分分布对探测器响应光谱的影响.提出了一种计算HgCdTe红外探测器响应光谱的模型,模型中综合考虑了薄膜的实际组分分布以及光在器件各层结构中的相干、非相干传输.计算结果表明,在探测器的光吸收区,HgCdTe液相外延薄膜的组分梯度及其产生的内建电场可以显著地提高器件的响应率.通过与实验数据进行比较,验证了模型的适用性.

关键词： HgCdTe红外探测器纵向组分分布响应光谱光传输模型

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As掺杂碲镉汞富碲液相外延材料特性的研究

红外与毫米波学报 2012年第1期31卷 15-20页

作者：仇光寅张传杰魏彦锋陈晓静徐庆庆杨建荣中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083

对富碲液相外延As掺杂碲镉汞(HgCdTe)材料的研究发现,其电学性能存在着不稳定性,材料霍尔参数的实验数据与均匀材料的理论计算结果也不能很好的吻合.通过采用剥层变温霍尔测量和二次离子质谱(SIMS)测试对材料纵向均匀性进行检测的结果显... 详细信息

对富碲液相外延As掺杂碲镉汞(HgCdTe)材料的研究发现,其电学性能存在着不稳定性,材料霍尔参数的实验数据与均匀材料的理论计算结果也不能很好的吻合.通过采用剥层变温霍尔测量和二次离子质谱(SIMS)测试对材料纵向均匀性进行检测的结果显示,外延材料中的As在高温富汞激活退火过程中具有向材料表面扩散的效应,导致在表面形成了高于主体层浓度1～2个量级的高浓度表面层,并导致了AsTe受主的浓度在HgCdTe薄膜中呈非均匀分布.考虑这一效应并采用双层模型的霍尔参数计算方法后,As掺杂HgCdTe液相外延材料的电学行为得到了较好的解释,并较为准确地获得了退火后材料表面层与主体层的受主浓度及受主能级等电学参数.

关键词：碲镉汞霍尔效应 As掺杂激活退火双层模型

碲锌镉衬底晶面极性对水平液相外延碲镉汞薄膜的影响

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红外与毫米波学报 2023年第1期42卷 1-7页

作者：霍勤张诚焦翠灵王仍毛诚铭陆液乔辉李向阳中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083

研究了碲锌镉衬底(111)晶面的不同极性对水平推舟液相外延生长碲镉汞薄膜的影响。实验结果显示,(111)A面碲锌镉衬底水平液相外延生长碲镉汞薄膜材料组分和厚度均与常规(111)B面碲锌镉衬底碲镉汞薄膜材料相当;碲镉汞母液在采用(111)A面、... 详细信息

研究了碲锌镉衬底(111)晶面的不同极性对水平推舟液相外延生长碲镉汞薄膜的影响。实验结果显示,(111)A面碲锌镉衬底水平液相外延生长碲镉汞薄膜材料组分和厚度均与常规(111)B面碲锌镉衬底碲镉汞薄膜材料相当;碲镉汞母液在采用(111)A面、(111)B面衬底进行液相外延生长的碲镉汞薄膜上接触角分别为(50±2)°和(30±2)°,结合微观模型分析确认碲镉汞母液在碲镉汞薄膜(111)A面存在更大的表面张力;观察并讨论了(111)A面碲镉汞与(111)B面碲镉汞薄膜材料表面微观形貌的差别;实验获得的(111)A面碲镉汞薄膜XRD半峰宽为33.1arcsec。首次报道了(111)晶面选择对母液残留的影响,研究结果表明,采用(111)A面碲锌镉衬底进行碲镉汞水平推舟液相外延生长,能够在不降低晶体质量的情况下,大幅减小薄膜表面母液残留。

关键词： Hg1-xCdxTe晶体 CdZnTe衬底液相外延 (111)A面 (111)B面

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非制冷红外探测器读出电路的非均匀性研究

物理学报 2015年第11期64卷 428-435页

作者：袁红辉陈永平中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083

对于长线列的非制冷红外探测器组件,不同探测元之间的非均匀性是衡量电路设计的关键指标.为了实现长线列非制冷红外探测器的高性能读出,本文设计了一种基于电流镜方式的非制冷红外探测器160线列读出电路,电路由电流镜输入模块、电容负... 详细信息

对于长线列的非制冷红外探测器组件,不同探测元之间的非均匀性是衡量电路设计的关键指标.为了实现长线列非制冷红外探测器的高性能读出,本文设计了一种基于电流镜方式的非制冷红外探测器160线列读出电路,电路由电流镜输入模块、电容负反馈互导放大器模块及相关双采样输出模块组成.电路采用0.5μm工艺制作完成.通过合理设置电路中MOS管的参数和布局电流镜版图,电路的非均匀性有了明显地改善.通过测试,电路的非均匀性小于1%,器件总功耗约为100 mW,并具有良好的低噪声特性,输出噪声小于1 mV,输出摆幅大于2 V.该电路与160线列非制冷红外探测器互连后,能较好地完成红外信号的读出,在积分时间为20μs的情况下,器件的响应为0.294 mV/,整体性能良好.该电路的研制对超长线列的非制冷红外冷探测器读出电路研制奠定了重要的技术基础.

关键词：电流镜方式非制冷探测器非均匀性读出电路

量子阱红外探测器峰值探测波长的精确设计与实验验证(英文)

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红外与毫米波学报 2012年第6期31卷 481-485,496页

作者：金巨鹏刘丹陈建新林春中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083

采用单能带电子有效质量近似(EMA)和波包函数近似(EFA)模型,考虑了能带非抛物线性等高阶因素,并利用投试法求解薛定谔方程,计算了准确设计峰值探测波长的GaAs/AlGaAs量子阱探测器结构参数.基于计算结果,用分子束外延(MBE)方法生长了设... 详细信息

采用单能带电子有效质量近似(EMA)和波包函数近似(EFA)模型,考虑了能带非抛物线性等高阶因素,并利用投试法求解薛定谔方程,计算了准确设计峰值探测波长的GaAs/AlGaAs量子阱探测器结构参数.基于计算结果,用分子束外延(MBE)方法生长了设计峰值波长为8μm的GaAs/AlGaAs多量子阱材料,进而制备了单元器件,并测试了I-V曲线、光谱响应和探测率.I-V曲线的良好对称性显示了材料生长与器件制备工艺的质量,光谱响应曲线表明器件实际的峰值探测波长为7.96～7.98μm,与设计预期值吻合.

关键词：量子阱红外探测器 GaAs AlGaAs 峰值波长光谱响应能带非抛物线性

天宫二号ZnTe:Cu晶体生长及能谱分析（英文）

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红外与毫米波学报 2019年第3期38卷 281-284页

作者：王仍陆液焦翠灵乔辉李向阳中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室

在微重力条件下生长了 ZnTe:Cu 晶体对其进行了光学和能谱分析在晶锭尾部最大结晶区对其进行了组分分析.对于尾部的轴向分量在空间样品中 Cu 的成分均匀性优于地面样品并且 Te/ Zn 比的样品高于空间样品.尾部空间样品中 Cu 的径向成分... 详细信息

在微重力条件下生长了 ZnTe:Cu 晶体对其进行了光学和能谱分析在晶锭尾部最大结晶区对其进行了组分分析.对于尾部的轴向分量在空间样品中 Cu 的成分均匀性优于地面样品并且 Te/ Zn 比的样品高于空间样品.尾部空间样品中 Cu 的径向成分均匀性优于地面样品且 Te 偏析更为严重.

关键词：微重力 ZnTe:Cu 晶体能谱分析

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碲锌镉晶体的X射线衍射形貌与腐蚀形貌

红外与毫米波学报 2015年第3期34卷 291-296页

作者：孙士文隋淞印何力魏彦锋周昌鹤虞慧娴徐超中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083

碲锌镉晶体中存在着各种典型晶体缺陷,其缺陷研究一直倍受关注,X射线衍射形貌术是一种非破坏性地研究晶体材料结构完整性、均匀性的有效方法.采用反射式X射线衍射形貌术对碲锌镉衬底的质量进行了研究,并将衬底的X射线衍射形貌与Everson... 详细信息

碲锌镉晶体中存在着各种典型晶体缺陷,其缺陷研究一直倍受关注,X射线衍射形貌术是一种非破坏性地研究晶体材料结构完整性、均匀性的有效方法.采用反射式X射线衍射形貌术对碲锌镉衬底的质量进行了研究,并将衬底的X射线衍射形貌与Everson腐蚀形貌进行了对比分析,碲锌镉衬底的X射线衍射形貌主要有六种特征类型,分别对应不同的晶体结构或缺陷,包括均匀结构、镶嵌结构、孪晶、小角晶界、夹杂、表面划伤,对上述特征类型进行了详细的分析.目前,衬底的X射线衍射形貌主要以均匀结构类型为主,划伤和镶嵌结构缺陷基本已消除,存在的晶体缺陷主要以小角晶界为主.通过对比分析碲锌镉衬底和液相外延碲镉汞薄膜的X射线衍射形貌,发现小角晶界等晶体结构缺陷会延伸到外延层上,碲锌镉衬底质量会直接影响碲镉汞外延层的质量,晶体结构完整的衬底是制备高质量碲镉汞外延材料的基础.

关键词： X射线衍射形貌术 X光貌相腐蚀形貌碲锌镉晶体缺陷

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不同结构长波红外探测器组件的MTF分析

红外与毫米波学报 2016年第3期35卷 294-299页

作者：汪洋刘大福徐勤飞王妮丽李雪龚海梅中国科学院上海技术物理所传感技术国家重点实验室红外成像材料与器件重点实验室上海200083

红外探测器组件作为目标探测和成像系统的核心器件,其空间分辨能力直接影响着探测系统的成像质量.评估探测器组件空间分辨能力时,常使用调制传递函数(MTF),而不同的探测器组件结构与其MTF直接相关.介绍了一套弥散斑直径为30μm的红外小... 详细信息

红外探测器组件作为目标探测和成像系统的核心器件,其空间分辨能力直接影响着探测系统的成像质量.评估探测器组件空间分辨能力时,常使用调制传递函数(MTF),而不同的探测器组件结构与其MTF直接相关.介绍了一套弥散斑直径为30μm的红外小光点测试系统,采用扫描狭缝法测试不同结构红外探测器组件的MTF.测试结果表明叠层电极结构侧面存在的光响应会导致线扩散函数(LSF)展宽和次峰等现象,从而造成探测器组件MTF下降,同时0.17 mm和0.30 mm两种芯片和滤光片间距对于探测器组件MTF的影响甚微,该结果为红外探测器组件杂光抑制设计提供了参考.

关键词：调制传递函数光学串音红外探测器空间分辨率

微重力ZnTe:Cu晶体生长及阴极荧光光谱(CL)分析

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红外与毫米波学报 2018年第1期37卷 47-49,59页

作者：王仍陆液焦翠灵李向阳中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083

利用Te熔剂方法,在天宫二号飞船上成功地生长了ZnTe:Cu晶体.微重力下生长的晶体质量优于地面生长的晶体,相同实验条件下,天宫二号上生长的晶体尺寸明显大于地面尺寸.通过阴极荧光光谱(CL)无损检测技术测试了5 kV、15 kV、25 kV高压下的Z... 详细信息

利用Te熔剂方法,在天宫二号飞船上成功地生长了ZnTe:Cu晶体.微重力下生长的晶体质量优于地面生长的晶体,相同实验条件下,天宫二号上生长的晶体尺寸明显大于地面尺寸.通过阴极荧光光谱(CL)无损检测技术测试了5 kV、15 kV、25 kV高压下的ZnTe:Cu晶体的阴极荧光图谱及光谱.

关键词：微重力 ZnTe:Cu晶体阴极荧光光谱(CL)