膜层生长不均匀是制备SiGe异质结的研究热点.采用射频磁控溅射方法,通过不断改变溅射时的实验参数,寻找能使Ge纳米薄膜在Si基片上均匀生长的溅射实验条件.实验中,在不同时间条件下分别制备了三种纳米Ge薄膜,通过原子力显微镜对其微观形貌的分析扫描,可以观察到纳米薄膜生长过程中的四个典型阶段,发现Ge/Si的共度生长取得了较好的结果,为SiGe异质结的进一步制备研究奠定了一定的实验基础.

研究了PV型HgCdTe探测器在1.319 μm连续激光辐照下的温升效应.根据探测器的分层结构及测温Pt电阻的位置(冷面上),推断Pt电阻测得的温度并不直接反映HgCdTe芯片的温度,而是比芯片温度低很多.实验测量了Pt电阻的温升,数值模拟了Pt电阻温度随时间的变化以及探测器各层结构的温升情况,理论分析结果与实验结果相一致.

为了准确地表述碲镉汞(Hg1-xCdxTe)的电学性能,对碲镉汞(Hg1-xCdxTe)样品进行了霍耳效应测试,讨论了伴随霍耳电压所产生的几种副效应电压的特性及其消除方法,研究了第5种电压在不同组分x碲镉汞样品上的体现.在高阻样品上拟合出第5种电压随测试电流变化曲线.分析了第5种电压和碲镉汞材料晶体质量之间的关系.

针对红外成像系统在条纹噪声和非均匀性噪声干扰下盲元检测精度差的问题,提出了一种将小波滤波和"3σ"原则相结合的盲元检测新方法.首先用小波变换对含有条纹噪声和非均匀性噪声的图像进行预处理,再用"3σ"原则对其进行盲元检测.仿真结果表明该方法消除了噪声对盲元检测的影响,有效地解决了"3σ"原则检测精度低的问题.

根据Hg1-xMnxTe的光学吸收光谱,用Kana模型详细分析了重空穴和导带间的直接跃迁导致的本征光吸收.研究表明当光吸收系数α＜103 cm-1时,在导带中没有出现从抛物线色散规律引起的偏离,因而保证了Hg1-xMnxTe带宽的精确确定.

提出了一种新型多层波导全息存储结构,该结构由波导输出光栅和体全息层为单元构成,其光的衍射效率得到很大的改善,读出光的耦合效率理论上可达到50%.同时,该结构不同单元记录层的信号读出时串扰很小.有望在全息光存储、三维立体彩色显示等方面得到应用.

对室温工作的短波碲镉汞光伏芯片进行了步进温度烘烤实验.烘烤温度从60℃开始,步长为5℃,到120℃结束,每个温度下的烘烤时间一般为24 h.实验结果显示当烘烤温度达到95℃以上时,Ⅰ-Ⅴ测试结果中反偏部分的电流有明显增大.通过理论分析得到扩散电流和产生复合电流是实验芯片的主要电流机制;较高温度的烘烤在势垒区内产生大量的缺陷,从而降低芯片的少子寿命,使扩散电流增大;同时芯片表面钝化层内的缺陷数目也在温度作用下增加,引起芯片表面复合速度增加.

红外探测系统被广泛地应用于航空航天、**、通信等领域.前置放大器低温性能的改善直接影响到整个系统探测精度的提高.从理论上分析了MOS器件低温性能参数的变化,设计了一种红外探测器处理电路专用的CMOS低功耗电流型前置放大器,并采用0.35 μm标准CMOS工艺流片,进行了常温(300 K)和低温(77 K)测试.测试结果表明,该运放电路在低温工作时放大倍数线性度良好,功耗等性能得到改善;但是带宽、失调、输入线性范围等性能下降.针对实验结果给出了初步理论分析.

采用n型掺杂背面入射AlGaAs/GaAs量子阱结构,用MOCVD外延生长和GaAs集成电路工艺,设计制作了大面积AlGaAs/GaAs QWIP单元测试器件和128×128、128×160、256×256 AlGaAs/GaAsQWIP焦平面探测器阵列.用液氮温度下的暗电流和傅里叶红外响应光谱对单元测试器件进行了评估,针对不同材料结构,实现了9μm和10.9 μm的截止波长;黑体探测率最高达到2.6×109cm·Hz1/2·W-1.将128×128 AlGaAs/GaAs QWIP阵列芯片与CMOS读出电路芯片倒装焊互连,成功演示了室温环境下目标的红外热成像;并进一步讨论了提高QWIP组件成像质量的途径.

In1-xGaxAs是一种Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体合金材料,其光谱响应截止波长可随合金组分x值的不同在0.87μm(GaAs)～3.5μm(InAs)范围内变化.InGaAs材料在光通讯领域的广泛应用和可在常温下工作的特点,使其成为焦平面成像领域的研究热点.国际市场已有商业化产品,主要应用于民用、军用、航空、空间遥感等领域.在介绍In1-xGaxAs短波红外焦平面探测器的主要特性及研制进展的基础上,重点介绍了国际上在InGaAs光谱响应范围向可见光扩展的研究动向.