利用碲镉汞（HgCdTe）体晶材料，采用HgCdTe 材料拼接技术、磨抛技术等成熟的探测器芯片制备工艺以及三级热电制冷技术，设计并研制出了热电制冷型13 元HgCdTe 中波红外光导探测器。在－50℃时，峰值电压响应率可达2.7×10⁴ V/W，峰值探测率达到2.3×10¹⁰ cm·Hz^1/2·W^－1，响应波段在3.0～4.6 μm 之间，峰值响应波长为4.2 μm。

利用射频溅射方法制备了非晶态 Hg1－xCdxTe薄膜(x＝0, 0.22, 0.50, 0.66, 1), 在 80 K～300 K温度范围内, 研究了 Cd组分 x对暗电导的影响。当温度 T＞210 K时, 随着 Cd组分增加, 暗电导减小; 当温度 T＜210 K, 随着 Cd组分增加, 则暗电导增大; 当温度 T＝210 K时, 暗电导几乎与 Cd组分无关。这可能是由于随着 Cd组分增加, 薄膜中的缺陷增加所致。 a-Hg1－xCdxTe(x＝0、0.22、0.50、 0.66和 1)薄膜中存在扩展态电导和局域态电导, Cd组分 x越大, 两种导电机制的转变温度 Tm也越高。在 T＝300 K时, 利用暗电导的激活能估算出了非晶态 Hg1－xCdxTe薄膜的迁移率隙 Eg, 随着 Cd组分 x增加, 迁移率隙 Eg微弱减小。

分析了光伏 InSb探测器响应时间与量子效率、反向饱和电流的关系,设计出量子效率为0.61～0.56、响应时间为 20～60 ps的锑化铟(InSb)红外探测器,实验制备了台面 p＋-on-n结构的探测器。通过 I-V、C-V测试验证了制备的器件物理参数与设计值吻合。采用脉冲响应测试了 InSb探测器的响应时间(0.3.s),由于封装和其他分布电容的限制,响应时间测试值与理论计算值存在差距。

非制冷氧化钒红外焦平面像元光学设计旨在提高像元对红外辐射的吸收性能.由于非制冷红外探测器的工作波段通常在 8～14 .m范围内,要求像元在这个波段内具有较高的红外吸收率.采用光学导纳理论,进行像元微桥结构多层光学膜系优化设计.在器件工艺过程中,调节了桥面膜厚和高度,使桥面与 Si衬底上金属反射层之间形成一个谐振腔结构.通过红外傅里叶反射光谱和相对光谱响应测试分析验证表明:像元微桥结构光学设计后,增强了非制冷探测器微桥结构像元在 8～ 14 .m波段的红外吸收率和相对光谱响应.

HgCdTe、QWIP和 InAs/GaSbⅡ类超晶格被公认是第三代红外焦平面探测器的首选。主要对比分析了 HgCdTe和 InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器, InAs/GaSbⅡ类超晶格具有响应波段宽且精确可控、工作温度高、载流子寿命长、暗电流低和均匀性好等优点, 使其在甚长波、多色以及非制冷红外焦平面阵列等方面具有广阔的发展应用前景。

介绍了一种提高红外器件磁控溅射沉积镀膜厚度均匀性的方法。这种方法被称为基片离心旋转法，是在保持磁控溅射靶不动及靶和样品台间距不变的情况下，通过样品台离心旋转的方法，补偿或改善圆形磁控靶在正对的基片上沿径向的溅射沉积不均匀分布，是一种动态沉积法。这种方法可以在不改变磁控靶结构的情况下大大提高磁控溅射沉积镀膜的厚度均匀性。

通过对近年来的部分英文文献进行归纳与分析，介绍了碲镉汞 (Hg1-x Cdx Te, MCT)非本征掺杂的研究进展。MCT非本征掺杂是指杂质为Hg、Cd或Te以 外的其他元素的情况。描述了MCT晶体结构的基本概念。以一些常用杂质的性质为重点，讨论了MCT掺 杂的基本原理和对杂质的选择方法。在器件设计中控制杂质的空间分布和浓度是十分重要的。

对于诸如高超音速飞行器的早期探测和预警、以及在日盲紫外波段的应用等非常微弱信号的探测来说, 可以光子计数的单光子探测器特别令人感兴趣。雪崩光电二极管( APD)具有高速度、高灵敏度和光学增益大等优点。AlGaN合金易于通过改变摩尔组分来选择截止波长。对于在日盲波段实现单光子灵敏度而言, AlGaN APD是最有希望的半导体器件技术。通过对近年来的国内外相关文献资料的归纳分析, 介绍了日盲 AlGaN探测器的概念, 比较了高超音速飞行器的红外与日盲紫外辐射特征, 介绍了基于盖革模式与线性模式 APD的日盲紫外单光子探测器的发展动态。

导电类型转换(CTC)描述了掺杂或非故意掺杂碲镉汞(MCT)材料导电特性的p-to-n或n-to-p 的改变过程。对CTC机制的深入理解涉及物理、电学和化学等多种学科。迄今为止的相关进展主要是经验性的。主要通 过对近年来部分英文文献进行归纳分析，以离子束研磨工艺为重点，介绍了MCT/CTC的研究进展。

雪崩光电二极管(APD)工作在足够的反偏下，光生载流子到达耗尽区并诱发放大过程。碲镉汞(MCT)电子和重空穴有效质量之间的非对称性会产生不相等的电子电离系数和空穴电离系数，提 供一个由单独一类载流子诱发的碰撞电离过程，从而形成具有包括接近无噪声增益在内的“理想” APD特征的电子雪崩光电二极管(EAPD)。对于包括低光子数在内的各种探测器应用，国外已经实现了高增益 (?7×103)、过剩噪声因子接近于1、THz增益带宽积、皮秒级快速响应的MCT/EAPD器件。 在对国外部分文献进行归纳与分析的基础上，主要介绍了近年来有关MCT/EAPD的基础问题、器件结构、 技术发展以及性能指标等方面的现状。