基于钽酸锂薄膜的红外探测传感器研究

发布时间：2024-05-08 01:56

　　热释电红外探测器是红外探测器中重要的分支。近年来,红外探测领域的研究重点聚焦在了对非制冷热释电薄膜红外探测器的研发上,目前的研究工作中,一方面目标是通过选取最佳的材料并设计更优的探测结构来提升整个探测器的性能,另一方面就是降低成本,提升实用性。对于热释电薄膜材料,提出更优化的制备工艺、制备非制冷探测敏感元、提升敏感元工作效率,是应用研究中的主要课题。本论文结合前沿的室温热释电红外探测器发展,从探测器敏感元结构的设计、吸收层的选择及制备工艺等方面展开研究,在实验中设计制备了基于钽酸锂薄膜的热释电多元红外探测阵列,并在脉冲红外光源激励下实现了探测器近红外波段的室温探测。研究成果表明,制备的碳黑红外吸收层在近红外波段的吸收率超过94%,在此基础上制备的热释电探测阵列器件在2200nm光源的3Hz脉冲频率直射激励下等效噪声功率(NEP)达到了 7.46×10-4W/Hz1/2,探测率达到了 1.34×103 Hz1/2/W,具有优良的探测性能,为以钽酸锂系列材料为基础的热释电探测器研究奠定了基础。

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１电磁波谱图??

论??１．１研究背景??自然界中的任何物体，在温度大于绝对零度（－２７３°Ｃ）的情况下，自身都??会有与温度相关的辐射源源不断地发散出来，当物体处于常温状态，其热辐射??就多处于红外波段，我们称这样的辐射为红外辐射，也叫红外光、红外线。特??别的，当物体处于燃烧状态时，其内部大部....

图１－２热释电红外探测器??

?山东大学硕士学位论文???利用辐射透过不同气体，光谱不同的原理，热释电探测器被广泛运用到气??体检测领域的封闭和开阔领域有毒气体检测，如轮船、潜艇、车厢、飞机客舱??等密闭腔室中都配有气体探测器。生活中最多见的热释电红外探测器产品如图??１－２所示。发展到目前，热释电探测器己经....

图２－１?ＬｉＴａＯ；晶体结构??＋５＋＋

?山东大学硕士学位论文???第二章物理背景与实验技术??２．１?ＬｉＴａ０３晶体与热释电效应??钽酸锂（ＬｉＴａ０３）晶体，简称ＬＴ晶体，是典型的具有热释电效应的铁电??晶体，其独特的二方晶系钦铁矿（畸变耗钦矿）型结构是其具有优良热释电型??能的主要原因，如图２－１所示，氧原子按....

图２－２?ＬＴ晶体顺电相（ＰＥ）到铁电相（ＦＥ）状态离子和氧原子的排布位置变化示意??图??

?山东大学硕士学位论文???ＰＥ?ＦＥ??°?〇??中—??〇?ｑ?ｃ－ａｘｉｓ??二工??〇?〇??Ｔａ５＋?Ｏ?Ｌｉ＋?｜?Ｏｘ－ｌａｙｅｒ?＿■??图２－２?ＬＴ晶体顺电相（ＰＥ）到铁电相（ＦＥ）状态离子和氧原子的排布位置变化示意??图??当晶体处于铁电相时，晶体内部阳离子....

本文编号：3967319