紅外探測技術(shù)在軍事、通訊、醫(yī)療等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。Ⅲ-Ⅴ族量子阱紅外探測器（QWIP）因其制作成本低,大面積均勻性好,操作性和重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于單色、雙色和多色探測。目前大部分量子阱紅外探測器工作集中在GaAs/AlGaAs材料體系研究,由于GaAs/AlGaAs量子阱能帶結(jié)構(gòu)的限制,其工作波長主要位于長波、甚長波波段,很難有效覆蓋到中波波段（3-5μm）區(qū)域。而中波紅外探測器在民用和軍用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,例如光通信,遙感,成像和醫(yī)學(xué)診斷等方面。目前,制備中波紅外探測器的主要材料體系為InGaAs、HgCdTe、InSb和PbS等材料體系,其中InGaAs量子阱體系應(yīng)用非常廣泛�；贕aAs基具有中波響應(yīng)的InGaAs/AlGaAs QWIP目前已成為全球研究的熱點(diǎn)。然而這類器件的制備要比GaAs/AlGaAs QWIP要困難很多,控制好生長條件生長出高質(zhì)量的InGaAs/AlGaAs量子阱材料是獲得高性能InGaAs/AlGaAs QWIP的關(guān)鍵。1、在本論文中我們通過前期工藝摸索,利用分子束外延技術(shù)（Molecular Beam Epitaxy,MBE）生長系統(tǒng)在GaAs（... 

【文章來源】：上海師范大學(xué)上海市

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電磁波波段劃分示意圖

上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章引言1第一章引言1.1紅外探測發(fā)展史光是自然界贈與人類的禮物，是連接黑暗和光明世界的大門。人類對光的初步認(rèn)識為可見光。人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)太陽光通過棱鏡時，可將其分解為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色光，并且每種色光對應(yīng)特定的波長。早在1800年，英國天文物理學(xué)家F.W.赫歇爾（WilliamHerschel）從熱的觀點(diǎn)來研究各種光時，首次發(fā)現(xiàn)了紅外線。紅外線介于可見光和微波之間，屬于不可見光線。紅外輻射作為介于可見光和微波之間的電磁波，其波長覆蓋范圍為0.76-1000μm[1]，頻率為3×1011～4×1014HZ。如圖所示1-1所示。紅外線在傳播過程中遇到障礙物會被反射、吸收和透射，它的傳播方式與可見光相似。由于人眼無法直接觀測紅外輻射，需要將其轉(zhuǎn)換為可以觀察和測量的其他物理量（比如電信號），實現(xiàn)紅外探測。大氣對紅外線吸收比較少的波段稱為大氣窗口。大氣窗口分為三個波段，短紅外波段0.76-3μm，中紅外波段3-5μm，長紅外波段8-14μm，如圖1-2所示。紅外線的發(fā)現(xiàn)，使人類進(jìn)一步認(rèn)識、探索世界，是一次質(zhì)的飛越，為紅外技術(shù)領(lǐng)域的研究和發(fā)展開辟了一條廣闊的道路。圖1-1電磁波波段劃分示意圖圖1-2大氣紅外透過窗口

上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章引言3目前存在的低溫紅外探測器主要有：以碲鎘汞（HgCdTe，MCT）材料為代表的傳統(tǒng)窄禁帶半導(dǎo)體紅外探測器[8-12]；以砷化鎵/鋁鎵砷（GaAs/AlGaAs）材料為代表的光導(dǎo)型量子阱紅外探測器[13-22]；以砷化銦/銻化鎵（InAs/GaSb）材料為代表的二類超晶格紅外探測器；以III-V族材料體系（如GaAs/AlGaAs、InGaAs/AlGaAs、InGaAs/InAlAs等）為代表的光伏型量子級聯(lián)紅外探測器[23-31]（QuantumCascadeDetectors，QCDs）等。紅外探測器發(fā)展歷史各階段出現(xiàn)的探測器的主要類型如圖1-3所示。紅外探測器已經(jīng)從第一代的單元器件掃描成像系統(tǒng)升級到了第三代多色、大規(guī)模焦平面陣列凝視成像系統(tǒng)，目前正逐步向?qū)拵�、低成本、多譜段、多偏振向成像的方向演變。圖1-3紅外探測器和紅外系統(tǒng)的發(fā)展史及發(fā)展方向1.2紅外光子探測器研究現(xiàn)狀根據(jù)探測原理不同，可將紅外探測器分為熱探測器和光子型探測器兩類。熱探測器主要利用紅外輻射的熱效應(yīng)，吸收紅外輻射后使探測器的電動勢、溫度、電阻率等發(fā)生變化，根據(jù)這些變化測定目標(biāo)的紅外輻射功率。光子型探測器在吸收光子以后，產(chǎn)生光電效應(yīng)，從而探測吸收的光子。相比于熱探測器，光子型探測器具有更大的優(yōu)勢，受到更多的關(guān)注。目前紅外探測器的主要研究方向為提高單元器件及大型掃描器件的性能，或提高其工作溫度[32-33]，以及如何使紅外探測器更加便宜，使用更加便捷。目前常見的光子型探測器為主要有碲鎘汞（HgCdTe）紅外探測器，量子阱紅外探測器（quantumwellinfrareddetectors，QWIP），超晶格紅外探測器和量子點(diǎn)紅外探測器等。本節(jié)將分別介紹這幾種紅外探測器。1.2.1碲鎘汞（HgCdTe）探測器

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]紅外探測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 李意,雷志勇,李青松.  國外電子測量技術(shù). 2018(02)
[2]InGaAs/AlGaAs量子阱紅外探測器中勢壘生長溫度的研究[J]. 霍大云,石震武,張偉,唐沈立,彭長四.  物理學(xué)報. 2017(06)
[3]銻基Ⅱ類超晶格紅外探測器——第三代紅外探測器的最佳選擇[J]. 史衍麗.  紅外技術(shù). 2011(11)
[4]320×256 GaAs/AlGaAs量子阱紅外探測器[J]. 史衍麗.  紅外與激光工程. 2008(01)
[5]量子阱紅外探測器及相關(guān)量子器件的研究進(jìn)展[J]. 熊大元.  紅外. 2006(12)
[6]DUAL-BAND INFRARED DETECTORS[J]. A. Rogalski (Institute of Applied Physics, Military University of Technology, 2 Kaliskiego St., 00 908 Warsaw, Poland).  紅外與毫米波學(xué)報. 2000(04)
[7]GaAs/AlxGa1-xAs量子阱能級結(jié)構(gòu)設(shè)計與光譜分析[J]. 李娜,袁先漳,李寧,陸衛(wèi),李志峰,竇紅飛,沈?qū)W礎(chǔ),金莉,李宏偉,周均銘,黃綺.  物理學(xué)報. 2000(04)
[8]128×1元GaAs/AlGaAs多量子阱掃描型紅外焦平面的紅外成像[J]. 萬明芳,歐海疆,陸衛(wèi),劉興權(quán),陳效雙,李寧,李娜,沈?qū)W礎(chǔ),王文新,黃綺,周鈞銘.  紅外與毫米波學(xué)報. 1998(01)

博士論文
[1]寬帶量子阱紅外探測器（QWIP）的研究[D]. 張健.山東大學(xué) 2006



本文編號：3076073