快速和未冷却的半导体Ca-合Y-Ba-Cu-O薄膜式红外热传感器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 红外技术 红外技术

背景情况:

• YBa₂Cu₃O_6+x (YBCO) 酸盐在缺氧时具有半导体性,适用于未冷却的近红外热检测.
• 在上沉积的无形YBCO (a-YBCO) 薄膜对低噪音,快速热探测器 (>1 MHz) 具有火电性能.
• 未使用的a-YBCO薄膜具有较低的直流导电性和非线性电流电压特性,限制了性能.

研究的目的:

• 为了评估由添加剂 (10at) 制造的火电探测器的性能. %) 和未使用过的无形YBCO薄膜.
• 研究兴奋剂对a-YBCO的微观结构,组成和电性质的影响.
• 在850nm波长下使用分析模型分析设备性能.

主要方法:

• 无形YBCO薄膜的制造,有或没有10at. 在基板上的兴奋剂.
• 表面微观结构,组成和直流电气特性 (电流-电压) 的表征.
• 烧电探测器在850nm的性能测试,包括特定探测能力和热时间常数测量.

主要成果:

• 与未使用片相比,添加的a-YBCO薄膜具有较低的直流导电性和稍微粗的表面,含有富含铜的沉物.
• 用添加剂的火电探测器实现了更高的特异性检测能力 (D* = 7.5×10⁷ cm·Hz/W在100 kHz).
• 在受的设备中观察到较短的热时间常数 (<8 ns),其性能优于未使用的设备和商业传感器.

结论:

• 兴奋剂提高了无形YBCO火电热探测器的性能,特别是在特定检测能力和响应速度方面.
• 增强的特性表明,在快速红外成像应用中,有可能取得重大进展.
• 对优化兴奋剂和沉积过程的进一步研究可能会导致更好的探测器性能.