1 上海应用技术大学 材料科学与工程学院，上海 201418
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
通过软化学方法制备单分散的CdTe量子点，调节Hg2+的浓度离子交换实现从可见到近红外光谱准连续可调的碲镉汞（HgxCd1-xTe）量子点制备。深入分析了近红外Hg0.33Cd0.67Te 量子点的变温光致发光及其自吸收特性，研究结果表明：碲镉汞量子点的荧光强度随着温度的升高（0～100 ℃）呈线性降低趋势，谱线展宽，峰位发生红移（12 nm）；量子点的吸收和发射光谱部分重叠导致自吸收效应随着量子点的浓度增加而增强，导致量子点荧光强度的降低。
碲镉汞量子点 离子交换 近红外 自吸收 HgxCd1-xTe QDs ion exchange near-infrared self-absorption
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
红外光电探测技术通常工作在无源被动的传感模式，具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、全天时工作等优点，在航天遥感、**装备、天文探测等方面都有广泛应用。至今，二代、三代红外光电探测器已大规模进入装备，高端三代也在逐步推进实用化，并出现了前沿前瞻性的新概念、新技术、新器件。本文聚焦国内外的红外技术研究现状，重点介绍红外光电探测器当前的研究热点与未来的发展趋势。首先，介绍针对战术泛在化、战略高性能的SWaP3概念。其次，综述以超高空间分辨率、超高能量分辨率、超高时间分辨率、超高光谱分辨率为特征的高端三代红外光电探测器，分析挑战光强探测能力极限的红外探测器的技术特征与实现方法。然后，论述基于人工微结构的四代红外光电探测器，重点介绍偏振、光谱、相位等多维信息融合的实现途径与技术挑战。最后，从片上数字化升级为片上智能化的角度，探讨未来极具变革性趋势的红外探测器。
红外光电探测器 SWaP3 多维信息融合 片上智能化 曲面/柔性探测器 infrared photon detector SWaP3 multi-dimensional information fusion on-chip intelligence curved/flexible photodetector
1 上海应用技术大学材料科学与工程学院，上海201418
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海200083
3 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海200083
赝二元体系碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride, HgxCd1-xTe)材料具有优异的光电特性，是制备高灵敏度红外探测器的最重要材料之一。为了获得性能优异的HgxCd1-xTe探测器及其组件，目前已经发展了各种HgxCd1-xTe材料制备技术和器件制作工艺。但在各种材料制备及器件应用过程中，HgxCd1-xTe表面均会受到环境和不良表面效应的影响，所以需要采用先进的钝化工艺对其表面电荷态进行处理，改善材料表面的电学物理特性，从而实现器件探测性能的提升。因此，HgxCd1-xTe薄膜表面钝化工艺对HgxCd1-xTe红外探测器的性能提升至关重要。总结和分析了近年来碲镉汞薄膜表面钝化层的生长方法。按照本源钝化和非本源钝化进行了分类总结和综述，分析了不同钝化方法的优缺点，并对未来碲镉汞薄膜钝化工艺进行了展望。
碲镉汞 红外探测器 表面钝化 mercury cadmium telluride infrared detector surface passivation
1 中国科学院大学, 北京 100039
2 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
对使用CdTe覆盖的HgCdTe材料在不同温度下进行了一系列的退火实验.研究发现, 退火可以改善电子束蒸发CdTe的晶体状态, 使CdTe和HgCdTe之间的界面状态得到改善.Au掺杂HgCdTe覆盖CdTe后, 真空条件下退火, 240℃和300℃对Au掺杂的浓度分布改变不大, Au掺杂的浓度几乎不变.但是, 温度的不同会对汞空位的浓度产生显著的影响, 因此退火温度不同会使载流子浓度明显不同.退火温度从240℃升高至300℃后, 霍尔测试得到的载流子浓度从2×1016 cm-3左右升高至5.5×1016 cm-3左右.
Au掺杂HgCdTe 电子束蒸发CdTe 退火 载流子浓度 Au分布 Au doped HgCdTe electron beam evaporation CdTe annealing carrier concentration distribution of Au
1 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
调制传递函数(MTF)值是表征碲镉汞(HgCdTe)红外探测器成像性能的重要参数。串音是减小探测器MTF值的主要因素之一。合理的器件结构设计可有效地抑制串音,从而提高器件MTF值。介绍了一种含金属框结构的HgCdTe红外焦平面探测器,该器件可有效吸收横向扩散光生载流子并减小器件的串音干扰。对含金属框结构的器件和无金属框结构的器件进行MTF测试及对比分析。测试结果表明,与无金属框结构的器件相比,含金属框结构的器件的MTF值得到显著提高。
探测器 调制传递函数 红外焦平面 金属框 串音
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
3 中国科学院大学，北京 100039
4 中国科学院红外物理国家重点实验室，上海200083
为满足硫化锌(ZnS)薄膜在光学薄膜领域进一步应用的要求，基于原子层沉积(Atomic Layer Deposition, ALD)技术在130℃温度下以二乙基锌(DEZ)和硫化氢(H2S)为反应源，在砷化镓(GaAs)衬底表面沉积了ZnS薄膜。用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)分析了样品的表面形貌和膜界面特性，用X射线衍射仪(X-ray Diffraction, XRD)分析了薄膜的结构特性，并通过X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)分析了薄膜的化学成分。研究了厚度对薄膜结构和形貌的影响。结果表明，得到的ZnS薄膜为多晶结构，薄膜的厚度随循环数线性增加，速率为1.45 ?/cycle。对在75℃温度下烘烤48 h后的薄膜进行了XPS分析，得出的Zn/S比为1.07:1，表明烘烤除去了薄膜中残存的H2S。以较短生长时间得到的较薄的薄膜具有更好的表面平整度和更致密的结构。
原子层沉积 硫化锌 薄膜 atomic layer depositon ZnS thin film
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室 ，上海200083
2 英国兰卡斯特大学 物理系，英国 兰卡LA1 4YB, UK
采用改进的快速推舟液相外延技术在GaAs衬底上成功地生长了GaSb量子点材料.通过原子力显微镜观测了不同生长参数下GaSb量子点材料的形貌(形状、尺寸、密度、尺寸分布均匀性等).分析了不同衬底、不同生长源配比、生长源与衬底的不同接触时间等生长条件参数对GaSb量子点生长的影响.研究表明在 GaAs衬底上、富镓生长源配比以及较短的生长源和衬底接触时间下更易获得高质量的GaSb量子点.上述生长条件的摸索和研究对于GaSb量子点器件应用具有重要意义.
GaSb量子点 二类量子点结构 液相外延 原子力显微镜 GaSb quantum dots type-II QDs structure Liquid Phase Epitaxy atomic force microscopy
中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室，上海 200083
将少量氮原子加入III-V族半导体后可引起能带减小，因此这种方法可以用来实现能带结构裁剪。这种新型稀氮化物显示出了奇特的物理性质，并且具有应用 于新型光电器件的潜力。特别是，备受关注的稀氮InAsN和InSbN在中长波红外光电材料上具有巨大的应用价值，并将在中长波红外器件应用领域发挥重要的作用。
稀氮III-V族半导体 中长波红外器件 dilute nitride III-V semiconductor InAsN InAsN InSbN InSbN medium-long wave infrared photoelectric device
