探测器综述论文(HIT.docx

探测器综述目录碲镉汞光电探测器(Hg1-xCdxTe)2PbS多晶膜光电导探测器3锑化铟光电探测器4硅光电池6硅光电二极管6PIN硅光电二极管7雪崩光电二极管（APD）8硅光电池、三极管、二极管、PIN、APD性能参数对比总结10异质结探测器11象限探测器12光电位置探测器（PSD）14量子阱光电探测器15结语16参考文献17碲镉汞光电探测器(Hg1-xCdxTe)工作原理其中， Hg1-xCdxTe是由CdTe和HgTe组成的固熔三元化合物半导体，x表示CdTe所占的克分子数。这种三元化合物的成分可以从纯CdT。到纯HgTe之间变化。选择不同的x值就可以制备出一系列不同禁带宽度、不同响应波段的碲镉汞材料，这种材料具有一些可贵的性质:电子有效质量小，本征载流子浓度低等。性能参数以实际产品为例进行分析：DMCT(x)-De系列碲镉汞探测器———液氮制冷型红外探测器，波长范围：2~22μm型号/参数DMCT12-De01DMCT14-De01DMCT16-De01DMCT22-De01DMCT12-HS光敏面尺寸(mm)1×1 1×11×11×11×1波长范围(μm) 2-122-142-162-222-12峰值响应度(V/W) 3x1031x1039001504x104响应时间(ns) 　25D*(@λpeak，1KHz)cm Hz1/2W-1，Min3 x 10103 x 10102.5x 10105x 1093x 1010前置放大器ZPA-101ZPA-101ZPA-101ZPA-101集成信号输出模式电压电压电压电压电压输出信号极性正（P）正（P）正（P）正（P）正（P）表1 DMCT(x)-De系列碲镉汞探测器参数其中：DMCT(x)-De为液氮制冷型，x-12/ 14/ 16/ 22，四种截止波长可选，适合一般测量，须选配前置放大器；DMCT12-HS为液氮制冷高速响应型，集成前置放大器，响应时间小于50ns；为高速响应探测器，集成了50MHz带宽的前置放大器，用于红外时间分辨测量，可直接接示波器使用，光敏面尺寸为1mm，另有0.5mm和0.1mm可选，尺寸越小，响应速度越快，最快可达到3.5ns；HgCdTe探测器的时间常数在10～10秒量级。x＝0.2的HG0.8Cd0.2Te材料，可以制成响应波长为 8～14微米大气窗口的红外探测器。它与工作在同样波段的Ge：Hg探测器相比有如下优点：①工作温度高（高于77K），使用方便，而Ge:Hg工作温度为38K。②本征吸收系数大，样品尺寸小。③易于制造多元器件。优点：反向饱和电流小、噪声低、探测率高、响应时间短和响应频带宽使用条件碲镉汞光电探测器在中波、长波和极长波红外波段具有高灵敏度和波长灵活性，并具有多色能力。碲镉汞还能在短波红外波段工作。限制性：由于碲镉汞材料和基底软而脆的特性，使器件的加工比较困难。材料和可利用的大面积基底的质量对长波红外和极长波红外的大型碲镉汞焦平面列阵有影响。虽然中波和长波红外器件的这些问题大部分解决了，但对于极长波红外和多色器件，特别是有多个p-n结暴露到表面时，仍是主要的问题。改善方式：基底的净化、源材料、生长和工艺条件可以提高碲镉汞器件的低温性能。应用领域热成象、CO2激光探测、制导、FTIR光谱学、夜视、激光预警接收、激光外差探测发展趋势由于HgCdTe红外探测器的发明，使低温目标（需要长波探测）的红外探测成为可能。从原理上都可以取代前二类红外探测器，因而这类探测器是西方先进国家竞相发展，到目前仍然重点发展的一类探测器，而且集中在第二代和第三代红外探测器，这类探测器又分为4（6）×N线列焦平面和阵列焦平面，前者主要是技术相对后者更成熟，采用并扫技术可做到同等数量元数阵列焦平面更高性能，且价格要比阵列焦平面低，因而西方国家亦在发展之列，典型的4×288、4（6）×576、6×960等；阵列焦平面典型品种有128×128，256×256（或320×256），512×512（或640×480），1024×1024等。PbS多晶膜光电导探测器工作原理 PbS 是一种直接跃迁的Ⅳ-Ⅵ族窄带化合物半导体材料，室温下其禁带宽度为0.41eV（对应长波限λ0=2.952μm），具有较大的激子玻尔半径(18nm)，常温常压下晶格常数为 5.935nm，属于 NaCl 型面心立方结构，晶格为Pb和S组成的面心立方子晶格相互套构而成，其配位数为6。以 PbS 多晶薄膜制作成近红外探测器，这类器件主要利用了 PbS 的本征光电导效应。性能参数PbS的常用响应波段在 1～3微米、3～5微米、8～14微米三个大气透过窗口。3～5微米波段的探测器分三种情况：①在室温下工作，但灵敏度大大下降，探测度一般只有1～7×10厘米·瓦·赫；②热电致冷温度下工作(约-60℃)，探