作者单位
摘要
南京理工大学 材料科学与工程学院, 江苏 南京 210094
X射线探测技术在医疗诊断、安防检测和科学研究等领域有着广泛的应用,直接型X射线探测器拥有更高的理论探测效率、空间和能量分辨率,受到了国内外的广泛关注。钙钛矿材料因其X射线衰减系数大、体电阻率高、光学带隙合适以及易大面积制造等优势,成为直接型X射线探测器的理想材料。随着对探测性能的需求的不断提高,合理的器件结构设计显得尤为重要。本文从电极工程和能带工程两个方面出发,综述了有关直接型钙钛矿X射线探测器器件结构设计的最新进展。最后,我们对这些研究进展进行了总结,并对未来的发展进行了展望。我们希望这篇综述能为研究者们提供参考和启发。
钙钛矿X射线探测器 器件结构 电极工程 能带工程 异质结 perovskite X-ray detector device structure electrode engineering energy band engineering heterojunction 
发光学报
2024, 45(1): 25
何昆 1赵小亮 1王军 1李必鑫 2,3,*[ ... ]汪彦龙 4,***
作者单位
摘要
1 西安工程大学 材料工程学院,西安 710048
2 湖南第一师范学院 物理与化学学院,长沙 410205
3 西北工业大学 柔性电子研究院,西安 710072
4 中国科学院大连化学物理研究所 化学激光重点实验室,大连 116023
近年来,有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池因其制作工艺简单、成本低、效率高等优点备受关注。问世至今短短十余年间,其光电转化效率已飙升至26%,目前在单异质结光伏电池中排名第三,并且未来仍具有很大的发展潜力。本文依次介绍了杂化钙钛矿材料的结构与性质,以及钙钛矿太阳能电池常见的器件结构演化过程,重点总结了近几年来在利用缺陷钝化策略提高光电转化效率方面取得的最新研究成果,最后阐述了钙钛矿太阳能电池面临的挑战并对其未来商业化前景进行了展望。
钙钛矿太阳能电池 器件结构 光电转化效率 缺陷钝化 商业化 Perovskite solar cells Device structure Photoelectric conversion efficiency Defect passivation Commercialization 
光子学报
2023, 52(11): 1116001
作者单位
摘要
1 昆明理工大学 理学院,云南 昆明 650091
2 云南大学 物理与天文学院,云南 昆明 650091
本文系统报道了基于InAs/GaSb Ⅱ类超晶格(T2SLs)的长波红外探测器的研究进展。从衬底、材料生长以及器件性能角度对比分析了基于GaSb、InAs 衬底的各种器件结构的优缺点。分析结果表明,以InAs 为衬底、吸收区材料为InAs/InAs1-xSbx、PB1IB2N 型的结构为相对优化的器件结构设计,结合ZnS 和Ge 的多层膜结构设计或者重掺杂缓冲层,同时采用电感耦合等离子体(inductively coupled plasma)干法刻蚀工艺,该器件的50%截止波长可达12 ?m,量子效率(quantum efficiency)可提升到65%以上,暗电流密度降低至1×10-5 A/cm2。并归纳总结了InAs/GaSb T2SLs 长波红外探测器未来的发展趋势。
InAs/GaSbⅡ类超晶格 器件结构 暗电流 量子效率 结构优化 InAs/GaSb type-II superlattices, device structure, 
红外技术
2023, 45(8): 799
郭慧君 1陈路 1,*杨辽 1沈川 1[ ... ]何力 1,2
作者单位
摘要
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 上海科技大学 信息科学与技术学院,上海 201210
单光子计数技术在弱信号探测和时间测距中具有重大的应用前景。自从20世纪70年代可见光的光子计数系统研发以来,国际上该领域内的研发小组在不断地发展完善光子计数技术,充分放大光子信号,以降低电子设备的读出噪声。电子倍增电荷耦合器件(Electron Multiplying Charge Coupled Devices, EMCCDs)具有更高的量子效率,可替代传统的可见光光子计数系统,但较大的雪崩噪声阻碍了倍增下入射光子数的准确获取。碲镉汞线性雪崩器件(HgCdTe APD)的过剩噪声因子接近1,几乎无过剩噪声;相对于盖革模式的雪崩器件,没有死时间和后脉冲,不需要淬灭电路,具有超高动态范围,光谱响应范围宽且可调,探测效率和误计数率可独立优化,开辟了红外波段光子计数成像的新应用领域,在天文探测、激光雷达、自由空间通信等应用中具有重要价值。美国雷神(Raytheon)公司和DRS技术公司、法国CEA/LETI实验室和Lynred公司、英国Leonardo公司先后实现了碲镉汞线性雪崩探测器的单光子计数。文中总结了欧美国家在碲镉汞光子计数型线性雪崩探测器研究方面的技术路线和研究现状,分析了吸收倍增分离型(Separation of Absorption and Magnification, SAM)、平面PIN型和高密度垂直集成型(High Density Vertically Integrated Photodiode, HDVIP)三种结构的HgCdTe APD器件性能、光子计数能力以及制备优缺点。雷神公司采用分子束外延(Molecular-Beam Epitaxy, MBE)方式制备了空穴倍增机制的SAM型短波HgCdTe APD器件,增益可达350,光子探测效率达95%以上,工作温度达180 K以上。DRS技术公司采用液相外延(Liquid Phase Epitaxy, LPE)碲镉汞材料制备了电子倍增机制的HDVIP型中波HgCdTe APD器件,在0.4~4.3 μm的可见光到中红外波段都能响应,最高增益可达6100,光子探测效率大于70%,可实现110 Mbps的自由空间通信。CEA/LETI实验室和Lynred公司采用分子束外延或液相外延制备了电子倍增机制的PIN型短波和中波HgCdTe APD器件,短波器件增益达2 000,中波最高增益可达13000,内光子探测效率达90%,实现了80 Mbps的自由空间通信,在300 K和增益为1时,带宽最高达10 GHz。英国Leonardo公司采用金属有机气相沉积(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy, MOVPE)方式制备了电子倍增机制的SAM型短波HgCdTe APD器件,命名为Selex Avalanche Photodiode HgCdTe Infrared Array(SAPHIRA),器件增益可达66@14.5 V,单光子探测率达90%以上,中心距为24 μm的320×256阵列的SAPHIRA器件供给法国First Light Imaging公司,研发出了C-RED ONE相机,相机成功应用于美国天文探测的密歇根红外组合器(Michigan Infrared Combiner, MIRC),将MIRC的系统噪声降低了10~30倍,大大提高了条纹探测的信噪比。国内碲镉汞雪崩探测器研究起步比较晚,主要研究机构有中国科学院上海技术物理研究所、昆明物理研究所和华北光电技术研究所,受限于芯片制备技术和电路技术,目前没有实现光子计数方面的应用,但在焦平面研制上取得了一定进展。中国科学院上海技术物理研究所研制了PIN结构的单元、128×128阵列、320×256阵列中波HgCdTe APD器件,器件增益可达1000以上,增益100以内,增益归一化暗电流密度低于1×10−7 A/cm2,增益400以内的过剩噪声因子小于1.5,增益133时的噪声等效光子数为12,进行了短积分快速成像演示;单元器件带宽可达300~600 MHz。昆明物理研究所研制了PIN结构的单元和256×256阵列的中波HgCdTe APD器件,单元器件增益可达1000以上;在偏压8.5 V以内,焦平面平均增益归一化暗电流为9.0×10−14~ 1.6×10−13 A,过噪因子F介于1.0~1.5之间。国内主要是研制平面PIN结构的HgCdTe APD器件,技术路径与法国基本相同。因而,我国可借鉴CEA/LETI实验室成功经验和Lynred公司的运营模式,持续推进HgCdTe APD器件的研究,以早日达到国际先进水平,实现单光子探测和光子计数应用。
碲镉汞 光子计数 线性雪崩 光子探测效率 器件结构 过剩噪声 HgCdTe photon counting linear-mode avalanche photon detection efficiency device structure excess noise 
红外与激光工程
2023, 52(3): 20230036
作者单位
摘要
1 
2 华东师范大学 物理与电子科学学院,上海 200241
紫外/近紫外(UV/NUV)有机电致发光二极管(OLEDs)因在生物、化学传感、激光、高密度信息存储和光电子电路等方面的巨大应用潜力,吸引了科研人员的广泛关注。本文综述了紫外/近紫外有机电致发光二极管(UV/NUV?OLEDs),包括有机发色团、器件结构到实际应用的最新研究进展。首先,介绍了具有高效短波发射的紫外和近紫外发光材料,重点介绍了材料本身的特征及其结构特点;随后,总结了有利于提高设备性能的器件结构;最后,讨论了在新兴应用中使用UV/NUV?OLEDs作为激发源的进展和挑战,期待为促进紫外光源在未来更多领域应用中的开发提供一定的借鉴。
紫外光 有机电致发光器件 有机发光团 器件结构 激发源 ultraviolet light organic electroluminescent device organic luminescence group device structure excitation source 
发光学报
2023, 44(1): 140
作者单位
摘要
西安电子科技大学 微电子学院, 教育部宽禁带半导体材料与器件重点实验室, 西安 710071
建立了三种不同结构的硅基单片式复合晶体管(由T1和T2两个晶体管构成)的二维电热模型, 研究了高功率微波对不同结构的硅基单片式复合晶体管的损伤效应的影响。获得了不同器件结构下导致复合晶体管损伤的损伤功率阈值和损伤能量阈值分别与脉宽的关系。结果表明, 当复合晶体管的总体尺寸不变而T2和T1晶体管的面积比值更大时需要更多的功率和能量来损伤器件。通过分析器件内部电场、电流密度和温度分布的变化, 得到了复合晶体管的结构对其微波损伤效应的影响规律。对比发现, 三种结构的复合晶体管的损伤点均位于T2管的发射极附近, 随着T2和T1晶体管面积比的增大, 电场、电流密度和温度在器件内部的分布将变得更加分散。此外, 在发射极处增加外接电阻Re, 研究表明损伤时间随发射极电阻的增大而增加。因此可以得出结论, 适当改变器件结构或增加外接元件可以增强器件的抗微波损伤能力。晶体管的仿真毁伤点与实验结果一致。
单片式复合晶体管 高功率微波 器件结构 外加元件 monolithic composite transistor high power microwave device structures external component 
强激光与粒子束
2019, 31(10): 103220
作者单位
摘要
1 北京工业大学 光电子技术教育部重点实验室, 北京 100124
2 中国移动通信集团广东有限公司 惠州分公司, 广东 惠州 516000
铁电材料作为感光功能薄膜的红外器件研究近年来十分活跃, 其良好的压电、铁电、热释电、光电及非线性光学特性以及能够与半导体工艺相集成等特点, 在微电子和光电子技术领域有着广阔的应用前景。实验将铁电材料锆钛酸铅作为感光层与GaN 基高电子迁移率晶体管(HEMT)相结合, 成功地制备出了感光栅极GaN基HEMT器件, 并在波长为365 nm的光照下进行探测, 经大量实验测试后发现器件在该波段的光照下饱和电流达到28 mA, 相比无光照时饱和电流提高12 mA。另外, 通过合理改变器件结构尺寸, 包括器件栅长以及栅漏间距, 发现随着栅长的增大, 器件的饱和输出电流依次减小, 而栅漏间距的变化对阈值电压以及饱和电流的影响并不大。由此可知, 改变器件结构参数可以达到提高器件性能的目的并且可以提高探测效率。
高电子迁移率晶体管 感光栅极 器件结构 光伏效应 high electron mobility transistor photo gate device structure photovoltaic effect 
发光学报
2019, 40(3): 311
作者单位
摘要
重庆邮电大学 光电工程学院,重庆400065
对硅基PIN光电探测器器件模型进行了理论分析,讨论了硅基PIN光电探测器的IV特性与器件的i层厚度和整体宽度的变化关系,并进行了仿真分析。实验结果表明,随着i层厚度从5μm增加到70μm,器件的正向电流逐步减小,且i层厚度与其正向电流成反比;随着器件宽度从50μm增加到90μm,器件的正向电流逐步增大,且器件宽度与其正向电流成正比;引入保护环结构可以明显降低器件的暗电流。对PIN器件的结构参数进行了优化设计,结果表明在所设置的器件工艺条件下,当器件的i层厚度为50μm、整体宽度为70μm时,器件的性能最佳。
硅基PIN 光电探测器 器件结构参数 IV特性 silicon PIN photodetector structural parameters IV characteristics 
半导体光电
2013, 34(3): 379
作者单位
摘要
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
量子点 LED 采用胶体量子点为 LED发光层, 通过调节量子点的尺寸可以制作出覆盖可见以及近红外光谱的量子点 LED(QD-LED), 而且量子点 LED器件发出的光谱范围很窄 (光谱半高宽可达 30 nm)。为了研究不同发光颜色的QD-LED器件特性, 本文采用具有 523 nm和608 nm发光波长的 CdSe/ZnS核壳型量子点为发光层、 poly-TPD为空穴传输层、 ZnO为电子传输层, 制备了量子点红光和绿光 LED并讨论了器件的相关特性。这些结果对量子点 LED在飞机驾驶舱以及医疗器械照明方面的应用提供了参考, 但要满足商业化的需求其寿命、亮度以及效率还需要进一步的提高。
量子点 LED 器件结构 制备 QD-LED architecture of device fabrication 
光电工程
2012, 39(11): 138
作者单位
摘要
1 京东方科技集团股份有限公司TFT-LCD器件与材料技术研究所, 北京 100176
2 山东省泰山学院物理与电子工程学院, 山东 泰安 271021
最近几年,金属氧化物IGZO薄膜晶体管成为研究热点,具有高迁移率、稳定性好、制作工艺简单等优点,备受人们关注。文章综述了制作金属氧化物IGZO晶体管的结构及其优缺点,总结了影响金属氧化物IGZO薄膜晶体管性能的因素,并提出了制作高性能金属氧化物IGZO薄膜晶体管的方法。
薄膜晶体管 氧化铟镓锌 氧化物 器件结构 thin film transistor IGZO oxide device structure 
现代显示
2010, 21(10): 28

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