锑化物Ⅱ类超晶格中波红外探测器的材料生长及性能研究
发布时间：2021-08-11 08:40
锑化物Ⅱ类超晶格红外探测器具有带隙可调、电子有效质量大、均匀性好、响应速率快和容易制备大的红外焦平面阵列等优点,在一些方面的性能已经超过了碲镉汞探测器,被认为是一种非常有潜力的第三代红外探测器。其中,中波超晶格红外探测器在工业和和军工领域等方面有非常广泛的应用。使用分子束外延设备（Molecular Beam Epitaxy,MBE）在GaSb衬底上外延ⅡI-V族锑化物材料,经过标准探测器工艺即可制备出锑化物Ⅱ类超晶格红外探测器。但是锑化物材料种类繁多,每种化合物的最佳生长条件相差甚远,不同MBE的生长条件也有差异,同一台MBE不同时期生长同种化合物的最佳生长条件也会发生偏移。作为异质材料外延,不同材料之间的界面对材料的性能也会产生很大的影响。本论文的研究目标是使用锑化物超晶格材料体系制备中波红外探测器,系统地研究超晶格低维材料的分子束外延生长过程中生长温度、五族三族束流比（V/ⅡI）以及界面等对材料质量的影响,研究探测器制备工艺及红外探测器性能的优化等。本文的主要研究内容和成果如下:（1）通过对材料进行高分辨X射线衍射仪（High resolution X-ray diffracto...
【文章来源】：云南师范大学云南省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同温度下根据普朗克辐射定律计算出的谱分布
第 1 章 绪论InGaAs[26,27]以及锑化物超晶格材料[28-31]。其中，碲镉汞材料是目前发展最为成熟、应用最为广泛的一种材料，具有低暗电流、高阻抗以及高量子效率等优点，可以通过调节 Cd 组分实现对探测波长的控制，到上世纪 70 年代，对 MCT 探测器的研究就已经有了巨大的进展，实现了可以对波长在 1-14μm 范围内的红外线探测的红外探测器[32-34]。但是作为一种依靠组分调节吸收波长的材料，MCT 依然有许多缺点：材料生长难度大、均匀性差、电子有效质量低导致隧穿电流较大等缺点，特别是当吸收波长拓展到大于 8μm 的波段范围内[35-37]，材料质量急剧变差。MCT 材料生长难度主要来源于材料的两个先天性的缺点：相图上 MCT 材料固液相线过于分离，且碲和汞原子间的化学键太弱。所以在拓展波长的过程中，MCT 材料很难实现三种组分成分均匀的材料生长，使探测器的吸收波长容易发生偏移。这些缺点极大地制约着 MCT 材料在波长大于 8μm 时的应用，人们对于更高性能的红外探测材料的寻找一直都没有停止。
第 1 章 绪论外线[38]，因此人们习惯把波长在 1 到 14μm 范围内的红外光线分为 1～3μm，35μm 及 8～14μm 三个波段，分别对应红外探测器的近红外（Near WavelengInfrared, NWIR）、中波红外（Middle Wavelength Infrared, MWIR）和长波红（Long Wavelength Infrared, LWIR），除此之外还把 15～1000μm 范围内的外线叫做甚长波红外（Very Long Wavelength Infrared, VLWIR）。红外探测术只在这几个窗口内使用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Wet Chemical Etching of Antimonide-Based Infrared Materials[J]. 郝宏玥,向伟,王国伟,徐应强,任正伟,韩玺,贺振宏,廖永平,魏思航,牛智川. Chinese Physics Letters. 2015 (10)
[2]微纳加工技术在光电子领域的应用[J]. 韩伟华,樊中朝,杨富华. 物理. 2006(01)
[3]材料化学分析的物理方法（Ⅰ）[J]. 曹则贤. 物理. 2004(04)
[4]ICP刻蚀技术及其在光电子器件制作中的应用[J]. 樊中朝,余金中,陈少武. 微细加工技术. 2003(02)
本文编号：3335853
【文章来源】：云南师范大学云南省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同温度下根据普朗克辐射定律计算出的谱分布
第 1 章 绪论InGaAs[26,27]以及锑化物超晶格材料[28-31]。其中，碲镉汞材料是目前发展最为成熟、应用最为广泛的一种材料，具有低暗电流、高阻抗以及高量子效率等优点，可以通过调节 Cd 组分实现对探测波长的控制，到上世纪 70 年代，对 MCT 探测器的研究就已经有了巨大的进展，实现了可以对波长在 1-14μm 范围内的红外线探测的红外探测器[32-34]。但是作为一种依靠组分调节吸收波长的材料，MCT 依然有许多缺点：材料生长难度大、均匀性差、电子有效质量低导致隧穿电流较大等缺点，特别是当吸收波长拓展到大于 8μm 的波段范围内[35-37]，材料质量急剧变差。MCT 材料生长难度主要来源于材料的两个先天性的缺点：相图上 MCT 材料固液相线过于分离，且碲和汞原子间的化学键太弱。所以在拓展波长的过程中，MCT 材料很难实现三种组分成分均匀的材料生长，使探测器的吸收波长容易发生偏移。这些缺点极大地制约着 MCT 材料在波长大于 8μm 时的应用，人们对于更高性能的红外探测材料的寻找一直都没有停止。
第 1 章 绪论外线[38]，因此人们习惯把波长在 1 到 14μm 范围内的红外光线分为 1～3μm，35μm 及 8～14μm 三个波段，分别对应红外探测器的近红外（Near WavelengInfrared, NWIR）、中波红外（Middle Wavelength Infrared, MWIR）和长波红（Long Wavelength Infrared, LWIR），除此之外还把 15～1000μm 范围内的外线叫做甚长波红外（Very Long Wavelength Infrared, VLWIR）。红外探测术只在这几个窗口内使用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Wet Chemical Etching of Antimonide-Based Infrared Materials[J]. 郝宏玥,向伟,王国伟,徐应强,任正伟,韩玺,贺振宏,廖永平,魏思航,牛智川. Chinese Physics Letters. 2015 (10)
[2]微纳加工技术在光电子领域的应用[J]. 韩伟华,樊中朝,杨富华. 物理. 2006(01)
[3]材料化学分析的物理方法（Ⅰ）[J]. 曹则贤. 物理. 2004(04)
[4]ICP刻蚀技术及其在光电子器件制作中的应用[J]. 樊中朝,余金中,陈少武. 微细加工技术. 2003(02)
本文编号：3335853
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