赤外線検出器は、軍事偵察、リモートセンシング、通信、精密誘導、航空宇宙などの分野で重要な役割を果たしており、世界中の国々から-長期的な注目を集めており、重要な研究価値と応用の見通しがあります。 マイクロ-ナノ構造と従来の半導体検出器の統合により、光子結合効率と同等の光路を効果的に改善し、従来のバルク材料の吸収限界を突破し、オプトエレクトロニクスデバイスの量子効率を改善し、高性能赤外線検出器の有望な候補であるデバイス。 研究は新しい技術的手段を提供します。 マイクロ-ナノ構造を使用した高-効率の光結合とサブ-波長の光場局所効果の導入と、従来の半導体デバイスのエネルギーレベルの最適化およびその他の制御方法を組み合わせて、検出器の全体的な性能は、赤外線検出器のアクティブで有望な分野になっています。 研究の方向性。
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.
この研究は、近年のさまざまなタイプのマイクロ-ナノ構造-強化赤外線検出器に関する研究をまとめたものです。 まず、マイクロ-ナノ構造を備えた強化赤外線検出器の基本原理を紹介し、マイクロ-ナノ構造のさまざまな材料と機能に応じて分類と比較を行います。 赤外線検出器のマイクロ-ナノ構造の研究の進歩が説明されています。 最後に、マイクロ-ナノ構造に基づく強化された赤外線検出器の開発動向を要約し、展望します。
マイクロホールアレイ構造を備えたシリコン-ベースの赤外線検出器
赤外線検出器の分野では、マイクロ-ナノ構造を使用して、光子の結合効率と吸収率を改善し、デバイスの光学応答、デバイスの吸収層の厚さと体積を維持します。が減少し、それによってデバイスの暗電流が減少し、デバイスの検出率が向上します。 現在、赤外線検出器の研究に使用されているマイクロ-ナノ構造には、主に次のものが含まれます。中型-タイプのマイクロ-ナノ構造、表面金属-タイプのマイクロ{{5 }}ナノ構造、および3つの-次元プラズモニックキャビティ-タイプのマイクロ-ナノ構造。 これは、微細構造による赤外線検出器の性能の向上であり、特定の入射スペクトルまたは広いスペクトル帯域での反射防止効果に最初に反映されます。 検出器の光吸収率が大幅に向上するということは、より薄い吸収層材料を使用できることを意味し、マイクロ-ナノ構造自体がデバイスの感光性ユニットの体積を効果的に低減できるため、本質的に暗くなります。材料の体積に関連するデバイスの電流が大幅に減少しました。 、赤外線検出器の検出率と総合性能をさらに向上させるために。
赤外線検出器の光電特性の多次元制御を実現するためのマイクロ-ナノ構造の使用とそのメカニズム研究は、現在の赤外線検出器研究の最前線であり、将来的には新世代の赤外線検出器の開発。 マイクロ-ナノ構造の赤外線検出デバイスは、プロセスの互換性、破壊的なパフォーマンス、自己適応能力の向上など、依然として困難と課題に直面しています。 マイクロ-ナノ構造-強化赤外線検出デバイスは、今後の開発において次の研究の方向性に焦点を当てる必要があります。（1）CMOS-互換のマイクロ構造検出デバイスの構造設計方法と処理技術。 （2）同時に、広帯域、高感度、低ノイズを備えています。 高応答速度や高応答速度などの包括的な特性を備えたマイクロ-ナノ構造赤外線検出技術。 （3）応答スペクトルなどの動的制御機能を備えた適応デバイス。 将来の検出器の新しい材料、新しい構造、新しいメカニズムの詳細な研究と、システム統合技術の継続的な進歩により、マイクロ-ナノ構造-は赤外線を強化しました検出器は、アプリケーションの大きな可能性を示し、高度な統合、高性能、および低コストの赤外線検出システムを提供し、新しいソリューションを提供します。
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.
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