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III-V族半导体红外吸收材料与探测器的研究进展
摘要： 体材料III-V族半导体如InGaAsSb和变态InAsSb，以及多种II型超晶格如InGaAs/GaAsSb、InAs/GaSb和InAs/InAsSb的进展，提供了从短波到甚长波红外的连续可调截止波长覆盖范围。我们进行了基础理论分析以比较不同红外材料，并简要报道了中波InAs/InAsSb II型超晶格单极势垒红外探测器及焦平面阵列的实验结果，其工作温度显著高于InSb。
关键词： 单极势垒、中波红外、红外探测器、扩展短波红外、长波红外、锑化物、II型超晶格、nBn结构、有效质量
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2020年IEEE第十一届拉丁美洲电路与系统研讨会（LASCAS） - 哥斯达黎加圣何塞（2020.2.25-2020.2.28）] 2020年IEEE第十一届拉丁美洲电路与系统研讨会（LASCAS） - 利用开路电压像素提升非制冷红外成像器性能
摘要： 提出了一种利用处于正向偏置区、能产生开路电压的光电探测器构建的拓扑结构。将该光电探测器的阳极连接至工作在亚阈值区的MOSFET器件栅极，为新型开路电压像素（VocP）奠定了基础。文中阐述了描述有效光电探测器响应及性能优势的理论分析，并展示了采用0.18微米CMOS工艺制造的集成电路（IC），该电路通过改进直接注入像素以支持VocP前端和模拟输出读出。该IC可用于测试工作于光电流模式和VocP模式的中波红外（IR）光电二极管。将VocP像素与传统反向偏置电流模式光电探测器配置进行了对比。仿真、建模及测量结果表明：相较于直接光电流检测，VocP具有更高的灵敏度和更快的响应速度。
关键词： 模型、投资回报率、开路电压、读出、中波红外、中波、开路电压
更新于2025-09-23 15:21:01
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胶体量子点/有机混合光电探测器的中波红外响应度
摘要： 胶体量子点/有机杂化材料方法为工程化制备具有红外扩展光谱响应的溶液加工型光电探测器提供了一条途径。我们在中波红外技术关键的热红外波段展示了这一方法，采用Ag2Se胶体量子点与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）的溶液共混体系。我们报道了器件制备及其室温光学、电学和光电子学特性。在室温条件下，5微米波长辐照及5伏偏压下测得0.2毫安/瓦的响应度。这种新型杂化光电子薄膜相比当前红外技术所用的单晶或外延半导体，展现出成本效益高和制备工艺适应性强的优势。
关键词： 胶体量子点、光电探测器、中波红外、有机杂化、响应度
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于中波红外光子探测的叉指电极上HgCdTe量子点及其噪声特性研究
摘要： 本文报道了一种中波红外（MWIR）光子传感器的研制，该传感器采用溶液法制备的碲镉汞（Hg1-xCdxTe）半导体胶体量子点（CQDs）涂覆于叉指金属电极结构上，在室温下对MWIR光谱波段范围（λ=2.5-5.0μm）具有显著响应。我们通过化学合成了HgCdTe CQDs，并表征了所研制传感器的光学特性和1/f噪声性能，以此作为开发具有类似像素结构的大面阵MWIR焦平面阵列的入门步骤，来理解其在不同工作偏压下的行为。实验评估了室温下的最佳偏置条件，在1.5V偏压下实现了2.5pW的噪声等效功率（NEP），对应探测率（D*）达到10^8量级。本研究突出了低成本胶体HgCdTe量子点光电探测器的研制及其在单片式红外焦平面阵列中的应用价值。
关键词： 中波红外、量子点、焦平面阵列、1/f噪声、碲镉汞
更新于2025-09-23 15:19:57
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研究采用IDDCA配置的中波红外T2SL焦平面阵列的调制传递函数
摘要： II型InAs/GaSb超晶格（T2SL）技术近期已成熟并实现商业化应用，可覆盖中波红外（MWIR）与长波红外（LWIR）光谱领域。随着量子效率（QE）和暗电流等基础指标达标，现已能研究该技术与光电系统整体相关的更先进性能参数以明确其定位。本文重点开展调制传递函数（MTF）测量研究——探测器MTF数据对光电系统设计者至关重要，因空间滤波会影响系统探测距离。我们采用连续自成像光栅（CSIG）对IRnova公司提供的320×256 MWIR T2SL焦平面阵列进行MTF测量。该实验配置的优势在于：利用自成像特性（即塔尔博特效应）向光电探测器投射已知空间频率的图案时，无需高性能投影光学系统；此外，由于图案具有传播不变性，系统对准更简便且无需精确获知焦平面距离即可运行，从而支持集成探测器杜瓦制冷机组件（IDDCA）构型下的测量。实测数据显示：像素间距为30微米时，实际像素尺寸为26微米。
关键词： 中波红外、调制传递函数、中国电子科技集团公司第四十四研究所（注：CSIG常见为其他含义，若此处有特定指代请明确）、T2SL（通常为Type - II Superlattice，译为II型超晶格）、IDDCA（需根据具体领域确定准确含义，可能是特定设备或系统缩写）、焦平面阵列
更新于2025-09-22 16:54:45
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热电制冷的nBn型II类超晶格InAs/InAsSb/B-AlAsSb中波红外探测器
摘要： 该论文报道了一种nBn中波红外InAs/InAsSb II型超晶格探测器。研究表明AlAsSb不会在价带中引入额外势垒。通过对暗电流和光电流的分析，确定了最佳器件结构。并将结果与HgCdTe及InAsSb nBn探测器进行了对比。
关键词： T2SLs InAs/InAsSb势垒探测器，中波红外
更新于2025-09-19 17:13:59
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低成本非制冷中波红外PbSe量子点光电二极管
摘要： 采用湿化学合成法制备了一种中波红外（MWIR）非制冷PbSe-QDs/CdS p-n异质结光电二极管。该器件为依赖分子束外延（MBE）技术的传统单晶光电二极管提供了低成本替代方案。研究表明退火处理对调控光响应波长及提升光电二极管性能至关重要。在空气中673K退火0.5小时后，无配体PbSe-QDs/CdS光电二极管在室温下展现出截止波长4.2微米的中波红外光谱响应。零偏压光伏模式下，其室温峰值响应度与比探测率分别为0.36±0.04 A/W和(8.5±1)×10^8 cm·Hz^(1/2)/W。温度依赖性光谱响应显示在低于200K时存在异常强度变化，该现象源于PbSe正温度系数导致的II型能带排列向I型转变。此外证实掺铟CdSe（CdSe:In）薄膜可作为极具前景的新型红外透明导电电极材料，为非制冷低成本MWIR光电二极管与硅读出电路的单片集成铺平了道路。
关键词： 红外透明导电电极，中波红外，光电二极管，掺铟硒化镉，湿化学合成，硒化铅量子点，退火
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用带隙工程碲镉汞量子点涂覆硅读出电路的非制冷中波红外焦平面阵列
摘要： 中波红外（MWIR）波段（波长3微米至5微米）的主流光子探测器和焦平面阵列（FPA）采用单晶InSb与HgCdTe材料。这类探测器成本高昂，且需冷却至约80K-120K以抑制暗电流。胶体量子点（CQDs）能以低于单晶外延材料的制备成本，实现量子探测器的高速响应与探测率（D*）。本研究旨在利用商用硅读出集成电路（ROIC），开发基于HgCdTe三元合金半导体CQD的MWIR面阵传感器。首先合成了室温响应MWIR波段的溶液法制备HgCdTe CQD，并基于同种量子点（QDs）研制了10×10像素肖特基结光电二极管阵列，构建了适用于室温MWIR光电二极管的HgCdTe-Si界面。验证功能后，通过将HgCdTe CQD层与带直接注入输入电路的硅ROIC芯片异质集成，研制出320×256像素MWIR响应焦平面阵列（FPA）。该FPA采用自主开发的FPGA驱动单元运行，通过不同红外目标成像评估其作为低成本MWIR FPA的性能，在室温下实现了4K的NEΔT值。
关键词： FPA（焦平面阵列）、MWIR（中波红外）、CQD（量子点）、NEΔT（噪声等效温差）、HgCdTe（碲镉汞）
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 美国佛罗里达州米拉马尔海滩(2019.8.19-2019.8.21)] 2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 红外LED场景投影仪的用户界面、用户控制、数据/图像输入及测试自动化高级软件
摘要： 为了充分控制、测试和分析红外场景投影仪（IRSP），需要开发一个用户界面以最大化用户效率。该IRSP控制界面专为高性能图像处理、自动化测试及数据采集/分析而设计。
关键词： 中波红外、红外发光二极管、超晶格发光二极管、混合式、互补金属氧化物半导体、控制接口、红外场景投影
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年IEEE光子学会议(IPC) - 美国德克萨斯州圣安东尼奥(2019.9.29-2019.10.3)] 2019年IEEE光子学会议(IPC) - 石墨烯-硒化铅中波红外(MWIR)光电探测器物理特性的第一性原理研究
摘要： 多晶硒化铅（PbSe）是已获验证的中波红外光电探测低成本材料。本研究描述了一种新型PbSe中波红外探测器设计——通过引入石墨烯层，根据功能化硒化铅与石墨烯之间的界面设计方式，可实现三种不同的工作模式。基于密度泛函理论（DFT）的模拟研究揭示了该界面的化学特性（包括反向键合与范德华力作用），这种材料堆叠结构能产生丰富的响应行为，为可大规模集成的高性能CMOS兼容型中波红外探测器提供了突破性新设计方案。
关键词： 光电探测器、石墨烯、硒化铅、中波红外、密度泛函理论
更新于2025-09-11 14:15:04