红外与激光工程
2021, 50(1): 20211006
1 北京化工大学 化学工程学院, 北京 100029
2 北京市环境污染控制与资源化工程研究中心, 北京 100029
通过水解法合成具有高暴露(001)面的BiOBr/Ti3C2复合光催化剂, 利用不同手段对样品进行表征。以罗丹明B为目标污染物, 评价了不同样品的可见光催化性能。结果表明, 层状Ti3C2添加量为20.0wt%时, BiOBr/Ti3C2复合光催化剂在60 min内对罗丹明B的降解效率为97.1%, 比BiOBr的降解效率提高了34.7%。引入层状Ti3C2使得BiOBr与Ti3C2界面形成肖特基结能垒, 产生有效的电子陷阱抑制了光生电子-空穴对的复合, 从而大大提高了BiOBr的可见光催化活性。BiOBr/Ti3C2复合光催化剂经5次循环实验后, 降解效率仍保持在91.0%, 表明其具有良好的稳定性。活性物种捕获实验表明, 超氧自由基为罗丹明B可见光催化降解中的主要活性物种, 并据此提出了可能的光催化机理。
BiOBr Ti3C2 可见光催化 肖特基结 BiOBr Ti3C2 visible light photocatalysis Schottky junction
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
提出了全外延技术方案制备阻挡杂质带薄膜,避免了离子注入制备背电极层影响外延薄膜质量的技术难点.基于硅器件工艺设计制作了Si:P阻挡杂质带红外探测器.测量了器件的光电流响应谱和暗电流特性曲线,指认了叠加在光电流响应谱上的尖锐杂质峰对应阻挡层中磷原子的杂质跃迁.研究了器件在低温下小偏压范围内的暗电流起源.通过对计算结果分析,排除了该区域暗电流起源于热激发电导和跳跃式电导的可能,指出暗电流来自器件对冷屏的光电响应.器件工作温度5 K,工作偏压1.6 V时,响应波段覆盖2.5~40 μm,峰值波长28.8 μm,峰值响应率20.1 A/W,峰值探测率3.7×1013 cm·Hz1/2/W(背景光子通量低于1013 ph/cm2·s).
阻挡杂质带 暗电流 远红外 太赫兹 blocked impurity band dark current far infrared terahertz
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
对基于GaAs失配衬底的新型红外探测材料InN0.01Sb0.99薄膜的远红外反射光谱, 以及制备成光电导器件后的黑体响应和光电流谱进行了测试, 获得了80 K温度下, 响应峰值约为4.4 μm、半高宽约为3.5 μm、截止波长约为5.7 μm的中波宽带响应红外探测原型器件.研究了退火对InN0.01Sb0.99薄膜光电导器件性能的影响, 发现退火能够改善晶体质量, 提高器件的响应能力, 并减小Moss-Burstein效应的影响.
InNSb薄膜 红外反射光谱 红外探测器 退火 InNSb film far-infrared reflectance spectra infrared detector annealing
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
报道了InAs/GaSb二类超晶格红外探测器的瞬态光伏响应特性.通过对p-b-i-n二类超晶格探测器对皮秒脉冲激发的瞬态响应特性的分析及拟合, 获得了器件的表观少数载流子的寿命.并对不同尺寸台面结构单元器件进行测试分析, 发现少数载流子寿命随着台面面积的增大而增大, 归结为由于侧壁表面效应带来的影响.所测器件的少数载流子为空穴, 其表观寿命约为2～12ns.
InAs/GaSb二类超晶格 瞬态特性 红外探测器 InAs/GaSb type-Ⅱ superlattice transient response infrared detector
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 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院物理研究所, 北京 100080
通过对甚长波量子阱红外探测器的变温变偏压光谱实验, 发现了光电流谱峰值响应波长与半高宽随偏置电压和温度变化均会发生变化, 尤其以小偏压下峰值移动明显.结合器件能带结构计算的结果, 提出了甚长波量子阱红外探测器中双激发态工作模型, 并阐明了其中束缚态-准束缚态跃迁模式中准束缚态的物理特性, 包括隧穿特性和热离化特性, 以及不同工作条件下这两种物理过程在形成光电流时的主导性.同时, 验证了甚长波量子阱红外探测器件的第一激发态随外界工作条件的变化会呈现出准束缚到准连续的变化特性.最后, 揭示了在甚长波量子阱红外探测器工作中束缚态-准束缚态跃迁工作模式对于降低器件暗电流、提升器件工作温度、提高器件探测率的有效性.
甚长波量子阱红外探测器 准束缚态 准连续态 探测率 VLQWIPs quasi-bound state quasi-continuousstate detectivity
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
利用MBE的方法在晶格失配的GaAs衬底上制备了新型红外探测材料InAs0.07Sb0.93薄膜。并利用电子束刻蚀的方法在InAs0.07Sb0.93薄膜表面进行了电极的制备。使用标准黑体及傅里叶红外光谱仪对制备成的光电导器件的黑体响应、暗电流以及光电流谱进行了测试, 结果表明, 所制备的红外探测器获得了响应峰值为4μm、响应半峰宽为4μm的中波宽带响应。
InAsSb薄膜 中波 红外探测器 InAsSb film mid-infrared infrared detector
1 苏州大学 物理科学与技术学院, 江苏 苏州 215006
2 南通大学 电子信息学院, 江苏 南通 226019
3 南通大学 机械工程学院, 江苏 南通 226019
4 江苏综艺光伏有限公司, 江苏 南通 226376
设计了基于Si3N4掩模的太阳电池选择性掺杂工艺, 并对其工艺参数进行了仿真优化。选择性掺杂电池的一次掺杂条件为仿真所得最佳非选择性掺杂电池的工艺参数。运用SILVACO软件分别对选择性掺杂的时间、预淀积浓度和温度进行了仿真研究。仿真结果表明, 随着选择性掺杂的预淀积浓度的增加, 光谱响应率先增加后降低; 随着扩散温度和扩散时间的增加, 电池的光谱响应率逐渐减小。所得最佳选择性掺杂工艺参数为预淀积磷硅玻璃杂质浓度1×1019cm-3、扩散温度800℃、扩散时间5min。
选择性掺杂 太阳电池 光谱响应 工艺仿真 Si3N4掩模 selective emitter solar cell spectrum response process simulation Si3N4 mask layer
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
采用皮秒泵浦-探测方法研究了碲镉汞材料中非平衡载流子动力学过程，发现其差分透射强度在经过饱和之后出现一个负的极小值，归结为深能级的再吸收过程.采用速率方程模型，并引入两个深能级弛豫时间常数，很好地拟合了差分透射强度的延时曲线.两个深能级弛豫时间常数的存在意味着同时存在两种不同类型的深能级，揭示了碲镉汞材料中深能级特性的复杂性.此外还研究了弛豫时间随泵浦脉冲能量的变化关系.
碲镉汞 深能级 驰豫时间 泵浦-探测 HgCdTe deep levels relaxation time pump-probe measurement
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
应用泵浦探测方法研究了GaInNAs载流子动力学.差分透射强度随时间变化曲线表明，深能级中被俘获电子在光学瞬态吸收中起重要作用.为了模拟GaInNAs中光生载流子动力学过程和拟合泵浦探测实验结果，采用了一个简化的微分方程模型，该模型能够解释被深能级俘获电子的弛豫过程，并可获得驰豫过程的时间常数.
GaInNAs薄膜 深能级 载流子驰豫过程 泵浦探测 GaInNAs thin films deep levels carrier relaxation pumpprobe
