Οι ανιχνευτές υπερύθρων διαδραματίζουν βασικό ρόλο στη στρατιωτική αναγνώριση, την τηλεπισκόπηση, τις επικοινωνίες, την καθοδήγηση ακριβείας, την αεροδιαστημική και άλλα πεδία και έχουν λάβει μακροπρόθεσμη προσοχή από χώρες σε όλο τον κόσμο, με σημαντική ερευνητική αξία και προοπτικές εφαρμογής. Η ενσωμάτωση μικρο-νανοδομής και παραδοσιακού ανιχνευτή ημιαγωγών μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την απόδοση σύζευξης φωτονίων και την ισοδύναμη οπτική διαδρομή, να ξεπεράσει το όριο απορρόφησης των παραδοσιακών υλικών χύδην, να βελτιώσει την κβαντική απόδοση των οπτοηλεκτρονικών συσκευών και να μειώσει το σκοτεινό ρεύμα τη συσκευή, η οποία είναι πολλά υποσχόμενη για ανιχνευτές υπέρυθρων-υψηλών επιδόσεων. Η έρευνα παρέχει νέα τεχνικά μέσα. Η εισαγωγή υψηλής απόδοσης-οπτικής σύζευξης και τοπικών εφέ οπτικού πεδίου υπο{4}}μήκους κύματος χρησιμοποιώντας μικρο-νανοδομές, σε συνδυασμό με βελτιστοποίηση ενεργειακών επιπέδων παραδοσιακών συσκευών ημιαγωγών και άλλες μεθόδους ελέγχου για τη βελτίωση της η συνολική απόδοση των ανιχνευτών, έχει γίνει ένα ενεργό και πολλά υποσχόμενο πεδίο ανιχνευτών υπερύθρων. ερευνητική κατεύθυνση.
According to Memes Consulting, recently, researcher Shi Haofei's research group from the Micro-Nano Manufacturing and System Integration Center of Chongqing Institute of Green Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences published a "Micro-Nano Structure Enhanced Infrared Detector" in the journal "Infrared and Laser Engineering". A review article on the topic of "Research Progress". Researcher Shi Haofei is mainly engaged in the research of graphene material preparation, micro-nano processing technology, infrared detection devices and so on.
Αυτή η μελέτη συνοψίζει την έρευνα για διάφορους τύπους ανιχνευτών υπερύθρων ενισχυμένων με μικρο-νανοδομές-τα τελευταία χρόνια. Αρχικά, εισάγεται η βασική αρχή του ενισχυμένου ανιχνευτή υπερύθρων με μικρο-νανοδομή και η ταξινόμηση και η σύγκριση γίνονται σύμφωνα με τα διαφορετικά υλικά και τις λειτουργίες της μικρο-νανοδομής. Επεξηγείται η ερευνητική πρόοδος της μικρο-νανοδομής σε ανιχνευτές υπερύθρων. Τέλος, συνοψίζεται και εξετάζεται η τάση ανάπτυξης βελτιωμένων ανιχνευτών υπερύθρων που βασίζονται σε μικρο-νανοδομές.
Ανιχνευτής υπερύθρων βασισμένου σε πυρίτιο-με δομή διάταξης μικροοπών
Στον τομέα των υπέρυθρων ανιχνευτών, η μικρο-νανοδομή χρησιμοποιείται για τη βελτίωση της απόδοσης σύζευξης και του ρυθμού απορρόφησης των φωτονίων και, ενώ διατηρείται η οπτική απόκριση της συσκευής, το πάχος και ο όγκος του στρώματος απορρόφησης της συσκευής μειώνονται, μειώνοντας έτσι το σκοτεινό ρεύμα της συσκευής και βελτιώνοντας τον ρυθμό ανίχνευσης της συσκευής. Επί του παρόντος, οι μικρο-νανοδομές που χρησιμοποιούνται στην έρευνα ανιχνευτών υπερύθρων περιλαμβάνουν κυρίως: μεσαίου-μικρο-νανοδομές, επιφανειακά μέταλλα-τύπου μικρο{{5 }}νανοδομές και τρισδιάστατες-νανοδομές πλασμονικής κοιλότητας-τύπου μικρο-. Πρόκειται για τη βελτίωση της απόδοσης των ανιχνευτών υπερύθρων από τη μικροδομή, η οποία αντανακλάται πρώτα στην αντιανακλαστική επίδραση σε ένα συγκεκριμένο φάσμα προσπίπτουσας ή ευρείας ζώνης φάσματος. Η σημαντική αύξηση του ρυθμού απορρόφησης φωτός του ανιχνευτή σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν υλικά με λεπτότερο στρώμα απορρόφησης και η ίδια η μικρο-νανοδομή μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τον όγκο της φωτοευαίσθητης μονάδας της συσκευής, γεγονός που καθιστά το εγγενές σκοτεινό Το ρεύμα της συσκευής που σχετίζεται με τον όγκο του υλικού μειώθηκε σημαντικά. , έτσι ώστε να βελτιωθεί περαιτέρω ο ρυθμός ανίχνευσης και η συνολική απόδοση των ανιχνευτών υπερύθρων.
Η χρήση μικρο-νανοδομών για την επίτευξη πολυδιάστατης-ρύθμισης των φωτοηλεκτρικών ιδιοτήτων των υπέρυθρων ανιχνευτών και η έρευνα του μηχανισμού τους είναι το σύνορο της τρέχουσας έρευνας υπέρυθρων ανιχνευτών και είναι επίσης μια σημαντική κατεύθυνση για την ανάπτυξη μιας νέας γενιάς ανιχνευτών υπερύθρων στο μέλλον. Οι συσκευές ανίχνευσης υπέρυθρων μικρο{2}}νανοδομικών δομών εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν δυσκολίες και προκλήσεις όπως συμβατότητα διεργασιών, ανατρεπτική απόδοση και αυτο{3}}προσαρμοστική ικανότητα προς βελτίωση. Οι συσκευές βελτιωμένης υπέρυθρης ανίχνευσης μικρο-νανοδομής-θα πρέπει να επικεντρωθούν στις ακόλουθες ερευνητικές κατευθύνσεις στη μελλοντική ανάπτυξη: (1) CMOS-συμβατή μέθοδος σχεδίασης δομής συσκευής ανίχνευσης μικροδομής και τεχνολογία επεξεργασίας. (2) Ταυτόχρονα, έχει ευρυζωνικότητα, υψηλή ευαισθησία και χαμηλό θόρυβο. Τεχνολογία ανίχνευσης υπέρυθρων μικρο-νανοδομών με ολοκληρωμένες ιδιότητες όπως υψηλή ταχύτητα απόκρισης και υψηλή ταχύτητα απόκρισης. (3) Προσαρμοστικές συσκευές με δυνατότητες δυναμικού ελέγχου, όπως φάσμα απόκρισης. Με τη-εις βάθος μελέτη νέων υλικών, νέων δομών και νέων μηχανισμών ανιχνευτών στο μέλλον και τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας ολοκλήρωσης συστήματος, η μικρο{12}}νανοδομή-βελτιωμένη υπέρυθρη Οι ανιχνευτές θα παρουσιάσουν μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής, παρέχοντας υψηλή ενοποίηση, υψηλή απόδοση και χαμηλού{14}}συστήματα ανίχνευσης υπέρυθρων που προσφέρουν νέες λύσεις.
The first author of this article is Zhu Peng, an assistant researcher at the Center for Micro-Nano Manufacturing and System Integration, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences. He is mainly engaged in the research of micro-nano optical devices, the preparation of two-dimensional materials, and the development of new infrared detection devices.
GMKJ Technology is deeply engaged in healthy and smart light sources, providing a full range of UVA UVB UVC LED, infrared IR LED VCSEL products and solutions to the market. It has hundreds of high-quality partners in domestic and foreign markets to jointly promote the use of light technology to create a healthy and smart life.
