1 昆明物理研究所, 云南昆明 650223云南大学材料与能源学院, 云南昆明 650500云南省先进光电材料与器件重点实验室, 云南昆明 650223
2 昆明物理研究所, 云南昆明 650223云南省先进光电材料与器件重点实验室, 云南昆明 650223
3 昆明物理研究所, 云南昆明 650223
量子点( Quantum dots, QDs)由于本身所具有的量子限域效应、尺寸效应和表面效应等各种特性, 被广泛应用于光电探测、生物医学、新能源等方面。而中波红外( Mid-wave infrared, MWIR)量子点作为近年来红外领域的研究热点, 通过调整控制其尺寸的大小, 能够扩展其红外吸收波长。因此, 成功制备中波红外量子点材料和器件对红外成像、红外制导和搜索跟踪等方面有着重要意义。本文首先介绍了 HgSe、HgTe、PbSe、Ag2Se和 HgCdTe五种中波红外量子点材料制备合成技术, 分析了量子点的尺寸形貌、晶格条纹以及红外吸收光谱等特性, 然后对国内外中波红外量子点探测器进行了归纳总结, 概述了探测器的器件结构、制备方法, 并对器件的响应率、探测率以及响应时间等光电性能参数进行了对比分析。最后, 对中波红外量子点的发展进行了展望。
量子点 中波红外 光电探测器 quantum dots, mid-wave infrared, photodetector
1 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
2 云南大学材料与能源学院, 云南 昆明 650500
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室, 云南 昆明 650223
以锗基和硅基为主的阻挡杂质带(blocked impurity band, BIB)红外探测器的兴起有力推进了红外天文学的快速发展, 其中硅基 BIB红外探测器在特定波长的航天航空领域有着不可替代的地位。国外对硅基 BIB红外探测器的研究已有 40多年, 以美国航空航天局(NASA)为主的科研机构已经实现了硅基 BIB红外探测器在天文领域的诸多应用, 而国内对硅基 BIB红外探测器的研究尚处于起步阶段。本文首先阐述了硅基 BIB红外探测器的工作原理, 然后简单概述了器件结构和制备工艺, 并对不同类型的硅基 BIB探测器的性能进行了对比分析, 之后介绍了其在天文探测中的应用, 最后对硅基 BIB红外探测器未来的发展进行了展望。
硅基阻挡杂质带 红外探测器 天文探测 silicon-based BIB infrared detector astronomical detection
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
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3 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南昆明 650223
HgCdTe多层异质结技术是未来主流红外探测器发展的重要技术方向，在高工作温度、双 /多色和雪崩光电管等高性能红外探测器中扮演着重要的角色。近年来基于多层异质结构的 HgCdTe高工作温度红外探测器得到了快速发展，尤其是以势垒阻挡型和非平衡工作 P+-π(ν)-N+结构为主的器件受到了广泛的研究。本文系统介绍了势垒阻挡型和非平衡工作 P+-π(ν)-N+结构 HgCdTe红外探测器的暗电流抑制机理，分析了制约两种器件结构发展的关键问题，并对国内外的研究进展进行了综述。对多层异质结构 HgCdTe红外探测器的发展进行了总结与展望。
碲镉汞 多层异质结 势垒 非平衡工作 焦平面器件 HgCdTe, multilayer heterojunction, barrier, non-eq
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2 云南大学 材料与能源学院, 云南 昆明 650500
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黑硅作为一种新型光电材料, 在光伏太阳能电池、光电探测器、CMOS图像传感器等领域被广泛研究, 其中黑硅的光电探测技术备受关注, 近些年来也取得了重要的研究进展。本文首先简单介绍了黑硅材料的结构, 然后讨论了基于飞秒激光刻蚀法、湿法腐蚀、反应离子刻蚀法等方法制备的黑硅材料的性质。其次概述了基于以上方法制备的不同黑硅光电探测器的结构及性能, 并讨论了黑硅器件在不同领域的应用。最后对黑硅光电探测技术进行了分析与展望, 探讨了黑硅材料及器件未来的发展方向。
黑硅 光电探测器 研究进展 black silicon, photodetectors, research progress
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2 云南大学材料与能源学院, 云南昆明 650500
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室, 云南昆明 650223
量子点(quantum dots, QDs), 也被称为半导体纳米晶体, 得益于其廉价的制造成本和独特的光学物理学特性, 已经广泛应用于光电探测器和太阳能电池的设计和开发。而量子点的合成则是制备光电探测器和太阳能电池的重要组成部分之一。本文对几种不同的量子点合成技术进行了概述, 对国内外不同的基于量子点的光电探测器和太阳能电池进行了归纳和总结, 并比较了不同种量子点薄膜的优缺点。最后, 对量子点薄膜的发展进行了展望。
量子点 量子点薄膜 光电探测器 太阳能电池 quantum dots, quantum dots film, photodetectors, s
1 云南大学物理与天文学院, 云南 昆明 650500
2 云南省先进光电材料与器件重点实验室, 云南 昆明 650223
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石墨烯是具有高迁移率、高热导率、高比表面积、高透过率及良好的机械强度等特性的二维材料, 在光电子器件领域被广泛用作透明电极及电荷传输层等。但由于石墨烯是零带隙材料, 为半金属性, 限制了其在半导体光电子器件领域的应用。为更加切合半导体产业应用的要求, 构建异质结已经成为相关领域实现应用的重要途径。国际上已有较多团队开展了石墨烯异质结相关研究, 目前已有较多报道。本文从石墨烯的性质出发, 讲述了石墨烯异质结的发展历程, 制备方法, 并从材料制备与器件结构的角度总结了基于石墨烯异质结光电子器件的研究进展。最后, 对石墨烯异质结在光电子器件领域的发展进行了展望。
石墨烯 异质结 光电子器件 graphene heterojunction optoelectronic device
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近年来图像传感器在紫外成像的应用越来越广泛，尤其是以 CCD(charge coupled device)和 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)为主的紫外图像传感器受到了研究人员的广泛关注。半导体技术的进步和纳米材料的发展进一步推动了紫外图像传感器的研究。本文综述了国内外紫外增强图像传感器的研究进展，介绍了几种增强器件紫外响应的材料，另外还简要概述了紫外图像传感器在生化分析、大气监测、天文探测等方面的应用，并讨论了 CCD/CMOS图像传感器在紫外探测方面所面临的挑战。
紫外增强 CMOS图像传感器 ultraviolet enhancement, CMOS image sensor, CCD CCD
1 云南大学物理与天文学院，云南昆明 650500
2 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南昆明 650223
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随着紫外探测技术的不断发展，氧化物材料在紫外探测领域表现出传统探测器所不具备的优点而成为近年研究的热点，是继红外探测技术之后又一快速发展的军民两用探测技术。然而，氧化物基紫外光电探测器的广泛应用，仍然面临一些问题。本文对国内外紫外探测技术的应用和发展历史进行了概述，并对 3种金属氧化物紫外探测材料的晶体结构、性质及其器件研究进展进行了概括和讨论。最后，针对氧化物基紫外探测材料及器件在研究中所面临的问题，进行了分析，并对氧化物基紫外探测技术的发展进行了总结与展望。
光电探测 氧化物基材料 紫外探测器 photoelectric detection, oxide-based materials, ul
