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有机光电探测器怎么样,有哪些研究机构

shirley41927 2014-03-17
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光电检测器
使用由半导体材料制成的光检测元件的光电导效应。所谓的光电导效应,是由经照射的材料的物理现象的导电性的辐射诱导的变化来定义。在军事和国民经济的各个领域光电导探测器具有广泛的用途。在可见光或近红外辐射主要用于测量和检测,工业自动化,光度等;主要用在红外线,红外热成像,红外遥感。另一种应用是在感光摄像管与它的靶面。为了避免光生载流子的扩散引起的图像模糊,在靶表面是连续的薄膜多晶材料具有高电阻,如硫化铅,氧化铅,硫化锑等。其他材料可采取的镶嵌方法,从大约10万个人探测器的整个目标面目标面。

1873年,英国的史密斯发现硒光电导效应,但这种影响是长期处于探索研究阶段,没有实际应用。第二次世界大战后,随着半导体,各种新兴的光导材料的发展。在可见光波段,50年代中期,有不错的表现硫化镉,硒化镉铅光敏电阻和红外波段的光电探测器投入使用。 20世纪60年代初,成功地开发远红外波段敏感的革,Si掺杂光电探测器,典型的例子是3至5微米的工作和814微米锗频段:Au(金掺锗)和Ge:汞光电探测器。 20世纪60年代结束后,研究三元材料碲镉汞,PbSnTe和进展等可变带隙。

工作原理和光电导效应的特点是内部光电效应。当照射的光子能量hv等于或大于半导体带隙Eg,光子可以激发价带电子到导带,产生传导电子 - 空穴对,这是本征光电导效应。其中,h是普朗克常数,v为光子的频率,例如是材料(以电子伏特为单位)的带隙。因此,内在感光λC的长波极限响应是

λC= HC / EG = 1.24/Eg(微米),其中c是光速。由带隙的内在光导材料的长波极限的限制。

在20世纪60年代初还没有开发出了适合窄禁带半导体材料,所以人们用外在的光电导效应。有各种杂质能级带隙深度锗,硅和其它材料,只要照射的光子能量等于或大于杂质能级的电离能,有可能产生自由电子或自由光生空穴。响应于非本征光电导体长波限λ由下式确定

λc时= 1.24/Ei

所述杂质水平代表EI电离能。在60年代后期,碲镉汞,PbxSn1-XTE,PbxSn1-XSE如三元半导体材料研制成功并投入实际使用。带隙它们与x的变化的分量的值,例如,0.2×= HG0.8Cd0.2Te材料,可以响应于

814微米大气窗口的红外检测器的波长进行。它是工作在葛的同一频段:汞检测器具有以下优点:

工作温度高(大于77K),使用方便,和Ge:38K的汞的工作温度;固有的吸收系数,小样本大小;容易制造多组分。表1和表2,分别是半导体材料,Ei和λc的值例如一部分。

在一般情况下,其中在半导体材料的带隙或电离杂质可以有一个合适的光电效应。但对设备制造商的实用性也应考虑性能,技术,价格等。在近红外波段有,硫化镉,硒化镉,碲化镉,硅,锗,等:在可见光使用,具有光电导探测器材料硫化铅,砷化铟镓,硒化铅,锑化铟,Hg0.75Cd0.25Te等;超过8更长微米波段具有:碲镉汞,PbxSn1-X,碲,Si掺杂,掺杂锗;硫化镉,硒化镉,硫化铅和其他材料可在光电导检测器的多晶薄膜的形式制成。

可见光检测器的光电导硫化镉,硒化镉,响应于可见光或近红外区的CdTe

频带,通常称为光敏电阻。他们有一个宽的带隙(小于1电子伏特大得多),你可以在室温下工作,因此该设备结构相对简单,常用的半封闭胶木壳,再加上前面一个透明窗口,后面两针作为铅的电极。高温,高湿环境下使用光电导探测器可密封的金属结构,窗户玻璃和金属熔炼伐密封。

器件的灵敏度,以指示由一定的偏差所产生的光辐射的电流每流明的大小。硫化镉光敏电阻,例如,当偏置电压为70伏,10-6到10-8安全的暗电流,310位A /流明的光灵敏度。硒化镉硫化镉光敏电阻的灵敏度一般比

较高。另一个重要的参数是时间常数τ光敏电阻,这表明该照明装置的反应速度的大小。去除突然点亮,光流下来到所需要的时间常数

τ的Z大时间的1 / e(约37%)之后。还有光流至10%,通过计算τ的Z大值;各种光敏电阻的时间常数的变化很大。硫化镉比较大的时间常数(毫秒)。光电导红外线探测器

硫化铅,响应

13微米,3微米至5微米,8至14微米3气氛中通过窗口碲镉汞共同频带。由于其非常窄的带隙,所以在室温下,在导带足够的热激发有大量的自由载流子,这大大降低了对辐射的敏感性。

向较长波长的光,电导体

响应这种情况下,其中更显著1至3微米的频带检测器可以(灵敏度略有下降)在室温下工作。 35微米波段探测器三种情况:工作,但灵敏度大大降低可探测性一般只有17×108 100厘米·W -1·赫兹;下冷热电工作温度(约-60℃)时,检测到约109厘米·W -1·赫; 77K或工作在较低的温度,高达1010厘米检测·W -1·赫兹或以上。 8至14微米的频带检测器必须工作在低温下,所以要保持在光电导体在真空杜瓦灌注用液氮冷却,对两个微型冰箱。

红外探测器是比光敏电阻器的时间常数小得多,时间常数通常是硫化铅检测器50至500微秒,碲镉汞检测器10-6中的秒的数量级的时间常数,以10-8。红外探测器有时也很微弱辐射检测信号,如10-14
瓦;电力输出是非常小的,所以有专门的前置放大器
19 0 2014-03-18 0条评论 回复
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