Infraröda detektorer spelar en nyckelroll inom militär spaning, fjärranalys, kommunikation, precisionsvägledning, flyg och andra områden och har fått lång-uppmärksamhet från länder runt om i världen, med viktiga forskningsvärden och möjligheter till tillämpning. Integreringen av mikro-nanostruktur och traditionell halvledardetektor kan effektivt förbättra fotonkopplingseffektiviteten och likvärdig optisk väg, bryta igenom absorptionsgränsen för traditionella bulkmaterial, förbättra kvanteffektiviteten hos optoelektroniska enheter och minska mörkströmmen av enheten, som är en lovande kandidat för högpresterande infraröda detektorer-. Forskning ger nya tekniska medel. Införandet av hög-optisk koppling och sub-våglängds optiska fälteffekter med hjälp av mikro-nanostrukturer, kombinerat med energinivåoptimering av traditionella halvledarenheter och andra styrmetoder för att förbättra övergripande prestanda för detektorer, har blivit ett aktivt och lovande område för infraröda detektorer. forskningsriktning.
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.
Den här studien sammanfattar forskningen om olika typer av mikro-nanostruktur-förbättrade infraröda detektorer de senaste åren. Först introduceras grundprincipen för den förbättrade infraröda detektorn med mikro-nanostruktur, och klassificeringen och jämförelsen görs enligt de olika materialen och funktionerna hos mikro-nanostrukturen. Forskningsframstegen för mikro-nanostruktur i infraröda detektorer förklaras; slutligen sammanfattas och prospekteras utvecklingstrenden av förbättrade infraröda detektorer baserade på mikro-nanostruktur.
Kisel-baserad infraröd detektor med mikrohålsstruktur
Inom området för infraröda detektorer används mikro-nanostrukturen för att förbättra kopplingseffektiviteten och absorptionshastigheten för fotoner, och samtidigt som enhetens optiska respons bibehålls, tjockleken och volymen av enhetens absorptionsskikt reduceras, vilket minskar anordningens mörkström och förbättrar anordningens detekteringshastighet. För närvarande inkluderar de mikro-nanostrukturer som används i forskningen om infraröda detektorer huvudsakligen: medium-mikro-nanostrukturer, ytmetall-typ mikro{{5 }}nanostrukturer och tre-dimensionella plasmoniska kavitets-mikro-nanostrukturer. Detta är förbättringen av prestandan hos infraröda detektorer genom mikrostrukturen, vilket först återspeglas i antireflektionseffekten på ett specifikt infallande spektrum eller ett brett spektrumband. Den avsevärda ökningen av ljusabsorptionshastigheten hos detektorn innebär att tunnare absorptionsskiktsmaterial kan användas, och mikro-nanostrukturen i sig kan effektivt minska volymen av enhetens ljuskänsliga enhet, vilket gör det inneboende mörkt ström av enheten relaterad till materialvolymen minskade avsevärt. , för att ytterligare förbättra detekteringshastigheten och den omfattande prestandan för infraröda detektorer.
Användningen av mikro-nanostrukturer för att uppnå fler-dimensionell reglering av de fotoelektriska egenskaperna hos infraröda detektorer och dess mekanismforskning är gränsen för nuvarande infraröddetektorforskning, och det är också en viktig riktning för utveckling av en ny generation infraröda detektorer i framtiden. Infraröddetekteringsenheter med mikro-nanostruktur står fortfarande inför svårigheter och utmaningar som processkompatibilitet, subversiv prestanda och själv-adaptiv förmåga att förbättras. Mikro-nanostruktur-förbättrad infraröd detekteringsenheter måste fokusera på följande forskningsriktningar i den framtida utvecklingen: (1) CMOS-kompatibel mikrostrukturdetekteringsenhetsstrukturdesignmetod och bearbetningsteknik; (2) Samtidigt har den bredband, hög känslighet och lågt brus. Mikro-nanostruktur infraröd detekteringsteknik med omfattande egenskaper som hög svarshastighet och hög svarshastighet; (3) Adaptiva enheter med dynamiska kontrollmöjligheter såsom svarsspektrum. Med den-djupgående studien av nya material, nya strukturer och nya mekanismer för detektorer i framtiden och de kontinuerliga framstegen inom systemintegreringsteknik, förbättrade mikro-nanostrukturen-infraröd detektorer kommer att visa stor potential för applikationer, som ger hög integration, hög prestanda och låg{14}}kostnad för infraröd detekteringssystem erbjuder nya lösningar.
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.
