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液相外延碲镉汞薄膜缺陷综述

红外与激光工程 2023年第7期52卷 286-301页

作者：起文斌丛树仁宋林伟李沛江先燕俞见云宁卓邓文斌孔金丞昆明物理研究所云南昆明650223

液相外延是碲镉汞(MCT)薄膜生长领域最成熟的一种方法,被众多红外探测器研究机构和生产商所采用。然而由于MCT材料自身属性和具体制备工艺的原因,液相外延生长过程中不可避免地会产生各种缺陷,从而降低红外探测器的性能。为了增加对液... 详细信息

液相外延是碲镉汞(MCT)薄膜生长领域最成熟的一种方法,被众多红外探测器研究机构和生产商所采用。然而由于MCT材料自身属性和具体制备工艺的原因,液相外延生长过程中不可避免地会产生各种缺陷,从而降低红外探测器的性能。为了增加对液相外延MCT薄膜中缺陷的认识,并对具体的生长工艺提供指导性建议,基于已报道的文献总结了液相外延MCT薄膜中所存在一些缺陷的特征以及形成机理和消除方法。对各类缺陷的形成机理和消除方法进行探讨和评估,有助于提高MCT薄膜液相外延的水平,为制造高性能MCT探测器做好材料技术支撑。

关键词：碲镉汞材料液相外延缺陷形成机理缺陷消除方法

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紧凑低成本非制冷长波红外连续变焦光学设计

红外与激光工程 2023年第4期52卷 182-192页

作者：唐晗郑万祥曾兴容杨丹周春芬曹凌徐曼李洪兵杨开宇昆明物理研究所云南昆明650223

随着红外技术的快速发展,SWaP-C(尺寸小、质量轻、功耗低、成本低)概念已深入红外热像仪整机设计全过程。在非制冷连续变焦红外热像仪设计中,相对已模块化的非制冷探测器与成像电路、光学系统影响整机包络尺寸、产品质量及价格成本,因... 详细信息

随着红外技术的快速发展,SWaP-C(尺寸小、质量轻、功耗低、成本低)概念已深入红外热像仪整机设计全过程。在非制冷连续变焦红外热像仪设计中,相对已模块化的非制冷探测器与成像电路、光学系统影响整机包络尺寸、产品质量及价格成本,因此设计一款总长短、质量轻、成本低、性能高的非制冷长波红外连续变焦光学系统将具有广阔的市场前景。非制冷长波红外连续变焦光学因相对孔径大、光学材料种类少等因素存在系统小型化和无热化设计难题,通过采用变F#设计方法约束物镜尺寸;利用三组联动变焦技术平衡像差、压缩系统总长;通过主动补偿的消热差技术使得系统在-40~+60℃温度范围成像质量良好,实现四片透镜构成的非制冷长波红外连续变焦光学系统设计。该系统工作波段为8~12μm,焦距变化范围为20.7~126 mm,对应F#为1.05~1.2,视场变化范围为21°×16.8°~3.5°×2.8°,变倍比为6.0×,最大物镜直径116 mm,光学系统总长180 mm,光学零件总质量418 g。该光学系统具有轻小型、高性能、低成本等SWaP-C特征,将在无人装备平台及手持热像仪设备中得到广泛应用。

关键词：非制冷长波红外连续变焦光学系统变F#设计三组联动变焦无热化

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晕苯增强CMOS图像传感器

红外与毫米波学报 2023年第6期42卷 932-937页

作者：罗磊宋立媛唐利斌王善力才玉华李俊斌云南大学材料与能源学院云南昆明650500 昆明物理研究所云南昆明650223 云南省先进光电材料与器件重点实验室云南昆明650223

由于紫外光在硅中的穿透深度有限,以及多晶硅栅极对紫外光的吸收,导致传统的硅基CMOS图像传感器在紫外光波段的响应不高。在此,本文选择一种低成本的下转换法来提升CMOS图像传感器的紫外响应能力,采用真空热蒸发法分别在石英衬底和CMOS... 详细信息

由于紫外光在硅中的穿透深度有限,以及多晶硅栅极对紫外光的吸收,导致传统的硅基CMOS图像传感器在紫外光波段的响应不高。在此,本文选择一种低成本的下转换法来提升CMOS图像传感器的紫外响应能力,采用真空热蒸发法分别在石英衬底和CMOS图像传感器的像敏面上蒸镀了晕苯薄膜,并对薄膜的光学性能、红外光谱、光稳定性和热稳定性进行了研究。实验结果表明,晕苯薄膜能吸收紫外光并发射出500 nm的绿色荧光,可以与CMOS图像传感器的光谱响应峰值很好地匹配;同时,发现晕苯红外吸收光谱的实验值和计算值基本吻合;薄膜在200℃温度下退火20 min后,其发射峰的荧光强度保持在原来的95.7%;在280 nm激发波长照射大约60 min后,发光强度呈指数衰减至初始值的64%。采用CMOS单色相机在可见光(400~780 nm)和紫外光(365 nm)下定性分析了薄膜的紫外增强效果,发现蒸镀晕苯薄膜后的CMOS单色相机可以提高对紫外光的灵敏度。

关键词： CMOS图像传感器紫外增强下转换晕苯

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混成式热释电非制冷红外焦平面探测器研究

红外与激光工程 2008年第4期37卷 591-593页

作者：杨瑞宇杨培志刘黎明金惠松太云见昆明物理研究所云南昆明650223

热释电非制冷红外焦平面探测器在军民领域具有广阔的应用前景。为了实现探测器的国内工程化研制,采用混成式技术,成功研制了基于锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷材料,像元尺寸为35μm×35μm,列阵规模为320×240元的非制冷红外焦平面探测器。通... 详细信息

热释电非制冷红外焦平面探测器在军民领域具有广阔的应用前景。为了实现探测器的国内工程化研制,采用混成式技术,成功研制了基于锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷材料,像元尺寸为35μm×35μm,列阵规模为320×240元的非制冷红外焦平面探测器。通过自主设计,研发的非制冷焦平面测试平台,得到了此器件的基本性能参数平均电压响应率1.1×105V/W,平均探测率5.6×107cm·Hz1/2·W-1,并实现了该探测器热成像。结合实际的研究工作,较为系统地介绍和讨论了热释电非制冷红外焦平面研制过程中各项关键技术。在器件光电响应测试数据分析的基础上,进一步提出下一阶段研究工作的重点和器件性能优化的方向。

关键词：非制冷红外焦平面探测器热释电混成式光电测试成像演示 320×240

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高纯碲中杂质的辉光放电质谱分析

质谱学报 2004年第B10期25卷 17-18页

作者：唐利斌荣百炼姬荣斌昆明物理研究所红外材料研发中心，云南昆明650223

The trace impurities in high purity Te were measured by use of VG9000 glow discharge mass spectrometer (GDMS). Results showed that the stability of analytical performance and the accuracy of analytical results can be assured by means of optimizing the glow discharge conditions and effective eliminating interference. The test results are based on the average value of the three-time tests. The reproducibility and accuracy of the test data indicated that GDMS is a useful tool for elemental analysis of high purity solid samples.

关键词：高纯碲杂质分析辉光放电质谱 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体

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非晶YBCO薄膜热释电红外探测器

激光与红外 2006年第10期36卷 957-959页

作者：刘黎明杨培志黄宗坦昆明物理研究所特种器件研发中心云南昆明650223

介绍了非晶YBCO薄膜用作非制冷热释电红外探测器材料。它在室温下显示出强的热释电行为,并且容易在室温下采用射频磁控溅射法沉积,制备工艺与CMOS工艺相兼容,是一种很有潜力的热释电探测器材料。并介绍了非晶YBCO热释电薄膜的研究现状,... 详细信息

介绍了非晶YBCO薄膜用作非制冷热释电红外探测器材料。它在室温下显示出强的热释电行为,并且容易在室温下采用射频磁控溅射法沉积,制备工艺与CMOS工艺相兼容,是一种很有潜力的热释电探测器材料。并介绍了非晶YBCO热释电薄膜的研究现状,阐述了该薄膜及其探测器的制备技术和研究动向。

关键词：非晶YBCO薄膜热释电效应红外探测器

碲锌镉衬底缺陷对液相外延碲镉汞薄膜结构的影响

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激光与红外 2005年第9期35卷 663-667页

作者：吴刚唐利斌马庆华赵增林张梅黄晖姬荣斌昆明物理研究所红外材料研发中心

采用红外显微镜、X射线双晶回摆衍射法、X射线貌相术对CdZnTe衬底中的沉淀相、亚结构、组分偏析等缺陷进行了研究,并对用此衬底液相外延的HgCdTe薄膜作了测试。结果显示:CdZnTe衬底中亚晶界处聚集的位错在外延生长中呈发散状向薄膜中延... 详细信息

采用红外显微镜、X射线双晶回摆衍射法、X射线貌相术对CdZnTe衬底中的沉淀相、亚结构、组分偏析等缺陷进行了研究,并对用此衬底液相外延的HgCdTe薄膜作了测试。结果显示:CdZnTe衬底中亚晶界处聚集的位错在外延生长中呈发散状向薄膜中延伸,造成了薄膜形成亚晶界和更大面积的由位错引起的晶格畸变应力区域,影响了薄膜结构的完整性。

关键词： X射线双晶回摆衍射法貌相术 CdZnTe衬底 HgCdTe薄膜液相外延 Te沉淀相

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昆明地区气态亚硝酸及其对臭氧浓度影响模拟

北京大学学报(自然科学版) 2025年

作者：张静唯龚元均冉海艳谭雅娴屈玉安俊岭陆克定董华斌邱飞杨健云南省大湄公河次区域气象灾害与气候资源重点实验室云南大学国家环境保护大气臭氧防治重点实验室北京大学环境科学与工程学院中国科学院大气物理研究所云南省生态环境监测中心昆明市生态环境科学研究院

羟基自由基（OH）是对流层大气中最重要的氧化剂，可显著促进大气中臭氧(O3)生成。HONO光解是OH的主要来源之一，可显著增强大气氧化性并升高O3浓度。云南省尤其是昆明市的O3污染事件近年来频繁发生，以往的相关研究多从气象要素角度开... 详细信息

羟基自由基（OH）是对流层大气中最重要的氧化剂，可显著促进大气中臭氧(O3)生成。HONO光解是OH的主要来源之一，可显著增强大气氧化性并升高O3浓度。云南省尤其是昆明市的O3污染事件近年来频繁发生，以往的相关研究多从气象要素角度开展，迄今未见云贵高原地区HONO及其对大气氧化性和O3生成的相关工作报道。基于上述背景，本研究于2021年4–5月云南省O3污染事件频发的时段，在昆明市开展了首次HONO观测，并结合WRF-Chem空气质量模式，评估了添加HONO潜在来源与否两种情景。模拟结果表明，使用MEIC清单（2020年版本）能够较好地模拟昆明市的HONO、NO2、O3和PM2.5等污染物。HONO潜在来源显著增强了大气氧化性和OH自由基的生成速率，引起昆明市距地面4 km范围内O3增量为2–6 ppb （相应增幅约2%–8%）、近地面O3增量约4–7 ppb，并在一定程度上影响了O3-VOCs-NOx敏感性。本工作加深了对云贵高原地区HONO、大气氧化性及O3生成的认识，可为本地区的O3污染治理提供参考。

关键词：气态亚硝酸臭氧污染大气氧化性昆明市 WRF-Chem空气质量模式自由基

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碲镉汞APD焦平面技术研究

红外与毫米波学报 2022年第6期41卷 965-971页

作者：李雄军张应旭陈虓李立华赵鹏杨振宇杨东姜炜波杨鹏伟孔金丞赵俊姬荣斌昆明物理研究所云南昆明650223 华中科技大学湖北武汉430074

采用LPE生长的中波碲镉汞材料,通过B离子注入n-on-p平面结技术制备了规模为256×256,像元中心距为30μm的碲镉汞APD焦平面探测器芯片。在液氮温度下对其增益、暗电流以及过噪因子等性能参数进行了测试分析,结果表明,所制备的碲镉汞APD... 详细信息

采用LPE生长的中波碲镉汞材料,通过B离子注入n-on-p平面结技术制备了规模为256×256,像元中心距为30μm的碲镉汞APD焦平面探测器芯片。在液氮温度下对其增益、暗电流以及过噪因子等性能参数进行了测试分析,结果表明,所制备的碲镉汞APD焦平面芯片在-8.5 V反偏下平均增益达到166.8,增益非均匀性为3.33%;在0~-8.5 V反向偏置下,APD器件增益归一化暗电流为9.0×10^(-14)~1.6×10^(-13)A,过噪因子F介于1.0~1.5之间。此外,还对碲镉汞APD焦平面进行了成像演示,并获得了较好的成像效果。

关键词：碲镉汞 APD 增益暗电流过噪因子