Detectoarele cu infraroșu joacă un rol-cheie în recunoașterea militară, teledetecție, comunicații, ghidare de precizie, aerospațială și alte domenii și au primit atenție-pe termen lung din partea țărilor din întreaga lume, cu o valoare importantă de cercetare și perspective de aplicare. Integrarea structurii micro-nano și a detectorului semiconductor tradițional poate îmbunătăți eficient eficiența cuplarii fotonilor și calea optică echivalentă, poate depăși limita de absorbție a materialelor tradiționale în vrac, poate îmbunătăți eficiența cuantică a dispozitivelor optoelectronice și poate reduce curentul de întuneric al dispozitivul, care este un candidat promițător pentru-detectoarele cu infraroșu de înaltă performanță. Cercetarea oferă noi mijloace tehnice. Introducerea de cuplare optică de înaltă-eficiență și efecte locale de câmp optic sub{-lungimi de undă folosind micro-nanostructuri, combinate cu optimizarea nivelului de energie al dispozitivelor semiconductoare tradiționale și alte metode de control pentru a îmbunătăți performanța generală a detectorilor, a devenit un domeniu activ și promițător al detectoarelor cu infraroșu. direcția cercetării.
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.
Acest studiu rezumă cercetările asupra diferitelor tipuri de detectoare cu infraroșu îmbunătățite cu micro-nanostructură- din ultimii ani. În primul rând, este introdus principiul de bază al detectorului infraroșu îmbunătățit cu micro-nanostructură, iar clasificarea și compararea se fac în funcție de diferitele materiale și funcții ale micro-nanostructurii. Este expus progresul cercetării micro-nanostructurii în detectoarele cu infraroșu; în cele din urmă, tendința de dezvoltare a detectoarelor infraroșu îmbunătățite bazate pe micro-nanostructură este rezumată și prospectată.
Detector cu infraroșu pe bază de siliciu-cu structură cu microgăuri
În domeniul detectorilor cu infraroșu, structura micro-nano este utilizată pentru a îmbunătăți eficiența de cuplare și rata de absorbție a fotonilor și, menținând în același timp răspunsul optic al dispozitivului, grosimea și volumul stratului de absorbție al dispozitivului. sunt reduse, reducând astfel curentul de întuneric al dispozitivului și îmbunătățind rata de detectare a dispozitivului. În prezent, micro-nanostructurile utilizate în cercetarea detectoarelor cu infraroșu includ în principal: micro-nanostructuri de tip-mediu, metal de suprafață-micro{{5 }}nanostructuri și micro-nanostructuri cu cavitate plasmonică-tridimensională. Aceasta este îmbunătățirea performanței detectorilor cu infraroșu de către microstructură, care se reflectă mai întâi în efectul antireflexie asupra unui spectru incident specific sau a unei benzi cu spectru larg. Creșterea substanțială a ratei de absorbție a luminii a detectorului înseamnă că pot fi utilizate materiale cu strat de absorbție mai subțiri, iar micro-nanostructura în sine poate reduce în mod eficient volumul unității fotosensibile a dispozitivului, ceea ce face ca intrinsecul întuneric. curent al dispozitivului legat de volumul materialului redus semnificativ. , pentru a îmbunătăți și mai mult rata de detectare și performanța cuprinzătoare a detectorilor cu infraroșu.
Utilizarea micro-nanostructurilor pentru a realiza reglarea multi{-dimensională a proprietăților fotoelectrice ale detectorilor cu infraroșu și cercetarea mecanismelor acesteia este frontiera cercetării curente a detectoarelor în infraroșu și este, de asemenea, o direcție importantă pentru dezvoltarea unei noi generații de detectoare cu infraroșu în viitor. Dispozitivele de detectare în infraroșu cu micro-structură nano se confruntă în continuare cu dificultăți și provocări, cum ar fi compatibilitatea proceselor, performanța subversivă și capacitatea de auto-adaptare care trebuie îmbunătățite. Dispozitivele de detecție cu infraroșu îmbunătățite cu micro-structură-trebuie să se concentreze pe următoarele direcții de cercetare în dezvoltarea viitoare: (1) metoda de proiectare și tehnologie de procesare a structurii dispozitivului de detectare a microstructurii compatibile CMOS-; (2) În același timp, are bandă largă, sensibilitate ridicată și zgomot redus. Tehnologie de detectare în infraroșu cu micro-structură, cu proprietăți cuprinzătoare, cum ar fi viteză mare de răspuns și viteză mare de răspuns; (3) Dispozitive adaptive cu capabilități de control dinamic, cum ar fi spectrul de răspuns. Odată cu studiul-aprofundat al noilor materiale, al noilor structuri și al noilor mecanisme de detectoare în viitor și cu progresul continuu al tehnologiei de integrare a sistemelor, micro-nanostructura-a îmbunătățit infraroșul detectoarele vor prezenta un potențial mare de aplicare, oferind o integrare ridicată, performanță ridicată și sisteme de detecție în infraroșu cu cost redus-oferă soluții noi.
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.
