国外红外探测器材料技术新进展VIP免费

第32卷2009年第3期5月兵器材料科学与工程ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGV01．32No．3May，2009国外红外探测器材料技术新进展郭瑞萍1，李静1，孙葆森2(1．北方科技信息研究所，北京100089；2．中国兵器科学研究院宁波分院，浙江宁波315103)摘要红外探测器材料是光电子材料的重要一类。近十几年来受到国内外学者的广泛关注和研究。综述美、法等国有关碲镉汞、量子阱制冷型红外探测器材料以及非晶硅、VO。、氧化物晶体、热释电陶瓷等非制冷红外探测器材料的研究现状，对它们各自的特点及发展作了较为详细的评述。可以预测，多色、大规格、异质外延碲镉汞薄膜材料和低成本、高灵敏度非制冷材料是红外探测器材料技术的主要发展方向。关键词碲镉汞；量子阱；综述；非制冷；红外探测器材料中图分类号TN21文献标识码A文章编号1004—244X(2009)03-009伽3NewdevelopmentofforeigninfrareddetectormaterialtechnologyGUORuipin91，LIJin91，SUNBaosen2(1．NorthInstituteforScientific＆TechnologyInformation．Beijing100089．China；2．NingboBranchofChinaAcademyofOrdnanceScience，Ninsha315103，China)Ahm．aetInfrareddetectormaterialisonekindofimportantoptoelectronicmaterialwhichhasbeenwidelyconcerned删studiedbydomesticandoverseasresearchersinrecent10弦岫．ThisarticlereviewsthepresentreasearchsituationofHgCdTe，QuantumWellcooledinfrareddetectormaterialandsuchuncooledinfrareddetectormateriala8amorphousBilicon，VO，，oxidecrystal。pyroelectricceramicintheUSandFranceetc．Thecharacteristicsanddevelopmentofthemhavebeendiscussed．Itispointedthatmulti-color，la呼format，heteroepitaxialHSCdTethinfilmmaterialandlowcost，llighsensitiveuncoolmaterialwillbethedevelopmentdirectionoftheinfrareddetectormaterial．KeyminisHgCdTe；QWIP；reveiw；uncooled；infrareddetectormaterials在现代战争所用电子装备中。红外热成像技术对提高夜视、防空和侦察能力起着十分重要的作用。20世纪70年代末期和80年代初研制的第一代HgCd代光导通用组件在军事电子装备中得到了广泛应用，目前正面临着进一步提高性能和降低成本的要求。为满足夜视、火控、侦察、监视、精确制导和光电对抗等军事应用．需要发展高密度的第二代焦平面探测器和第三代大规格、多色、非制冷的焦平面探测器，这对红外探测器及其材料提出了新的更高的要求，必须提高原有探测器材料的性能．并开发新型的材料。目前，国外主要发展的红外探测器材料有碲镉汞红外探测器材料、量子阱红外探测器材料以及非制冷型红外探测器材料。1碲镉汞(HgCdTe)红外探测器材料碲镉汞(Hg．-ICdITe)是直接带隙半导体，在制备过程中适当地控制组分的x值，就可使其带隙在0—1．45eV问变化，理论上可以探测l弘m以上所有波长的红外辐射，具有中波红外、长波红外和超长波红外的波长灵活性和多色能力。而且，碲镉汞的有效质量小、电子迁移率高、少子寿命长。能够达到80％左右的极高量子效率。所有这些优点使其成为红外探测器中应用最收稿日期：2008-05—22；修回日期：2009-01-05作者简介：韩瑞萍．女．副研究员。E-mail：guon∞O@hotmall．c锄。广泛、最重要的材料。早期的碲镉汞材料使用体单晶技术制备，但自20世纪80年代国外已开始把碲镉汞材料的生长重点由体材料转向了外延薄膜材料。近年来随着分子束外延技术的迅速发展，H西dTe薄膜材料也取得了较大的进展。主要体现在大规格Si、Ge衬底碲镉汞薄膜材料以及多色异质外延碲镉汞薄膜材料技术方面．以适应红外焦平面器件对材料的大面积、均匀、高性能、多色的要求，是当前红外探测器材料技术研究的重点和热点。1．1以硅、锗为衬底的大规格碲镉汞薄膜材料传统的碲锌镉衬底无法实现大面积(晶片直径最大约62mm)，将碲镉汞薄膜的尺寸限制在30cm2。而且碲锌镉衬底与硅读出集成电路(ROIC)的热膨胀系数不匹配，无法满足第三代红外探测器应用要求。因此在过去的十几年中，以新型的硅、锗衬底材料替换碲锌镉衬底，制备大规格碲镉汞薄膜材料技术成为研究热点，并取得显著...