1 东华理工大学 信息工程学院，江西南昌33003
2 东华理工大学 软件学院，江西南昌330013
3 江西省核地学数据科学与系统工程技术研究中心，江西南昌001
为了获得高性能和低成本的氧化锌（ZnO）基紫外光探测器，使用Ga掺杂ZnO（ZnO∶Ga）作为光敏层，采用水热法合成了不同Ga掺杂浓度ZnO∶Ga微米棒，Ga与Zn的原子比分别为0%（未掺杂），0.5%，1%，2%和4%。使用X射线衍射仪（XRD）测试所有样品的晶体结构，发现它们都为六方纤锌矿结构的ZnO。采用扫描电子显微镜（SEM）观察它们的形貌，都呈现棒状结构。进一步，制备叉指图案氟掺杂的氧化锡（FTO）导电玻璃基底，将不同Ga掺杂浓度ZnO∶Ga微米棒分别涂覆在FTO上，得到5种简单结构的紫外光探测器，系统研究了它们的性能。结果表明：所有ZnO∶Ga微米棒紫外光探测器对365 nm紫外光表现出良好的响应。其中，1% Ga掺杂ZnO∶Ga微米棒紫外光探测器性能最佳，经计算，在365 nm波长处，它的响应度、增益和比探测率分别为13.13 A/W （5 V），44.63 （5 V），3.31×1012 Jones，响应时间和衰减时间分别为12.3 s和36.4 s。说明在ZnO微米棒中进行合适Ga掺杂能有效提高紫外光探测器的性能。该研究有助于基于ZnO∶Ga材料的紫外光探测器及相关器件发展。
紫外光探测器 镓掺杂氧化锌 微米棒 水热法 响应度 ultraviolet photodetector Ga-doped ZnO microrods hydrothermal method responsivity
1 江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江 212013
2 中国电子科技集团公司第五十五研究所，江苏 南京 210016
本文提出了一种基于 CMOS 0.18 μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵，各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中，差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容，将太赫兹差分信号耦合至场效应管的栅极与源极，增强场效应管沟道内自混频太赫兹信号的强度，实现高响应度。其次，该探测器配备高增益片上环形差分天线与集成电压放大器，可有效放大混频后的信号，进而提高系统信噪比，最终达到增强探测器响应度的目的。探测器1 × 3线阵系统充分利用CMOS工艺多层结构的特点，将电压放大器布置在天线地平面下方，提高了芯片面积的利用率，有效降低了制作成本，整个系统的面积为0.5 mm2。测试结果表明，当场效应管的栅极偏置为0.42 V时，该探测系统对0.3 THz辐射信号的电压响应度（Rv）最大可达到43.8 kV/W，对应的最小噪声等效功率（NEP）为20.5 pW/Hz1/2。动态测试结果显示该探测器可对不同材质的隔挡物进行区分。
互补金属氧化物半导体 太赫兹 探测器 宽带天线 高响应度 CMOS THz detector broadband antenna high responsiveness
1 长春理工大学 材料科学与工程学院，吉林 长春 130022
2 光电功能材料教育部工程研究中心，吉林 长春 130022
ZnO宽禁带半导体紫外光电探测器具有稳定性高、成本低等诸多优势，在**、医疗、环境监测等领域具有重要的应用前景。本文采用射频磁控技术在SiO2衬底上制备了ZnO薄膜，在此基础上获得了具有高增益的金属?半导体?金属（MSM）结构的ZnO紫外光电探测器。10 V偏压下，探测器的响应度和外量子效率分别为4.90 A/W和1668%。这是由于光照情况下，半导体与金属界面处的空穴俘获产生高增益所导致的。此外，进一步研究了增益效应、外加偏压和耗尽层宽度对ZnO紫外光电探测器响应度的调控规律与影响机制，为高性能紫外光电探测器的研制与性能调控提供了重要的参考依据。
ZnO 紫外光电探测器 响应度 增益效应 耗尽层 ZnO ultraviolet photodetector responsivity gain effect depletion layer 强激光与粒子束
2023, 35(9): 092003
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100039
随着电子信息技术的飞速发展, 具有更高抗干扰能力以及更高灵敏度的日盲紫外探测器引起了广泛关注。六方相氮化硼(h-BN)凭借其超宽带隙、高光吸收系数、高热导率及高击穿场强等优势成为日盲紫外探测器研究的热点材料。此外, h-BN良好的机械强度和光学透明性使其兼具柔性探测器的潜力。然而室温条件下制备的h-BN薄膜常具有较多缺陷, 极大程度上限制了其柔性探测器的发展。本文在室温条件下采用反应磁控溅射, 以B为生长源, 在蓝宝石和Si衬底上实现了较高质量h-BN薄膜的制备, 并在此薄膜的基础上制备了高性能日盲紫外探测器。3 V电压下, 其探测器拥有极低的暗电流(0.07 pA)、较高的响应度(1.37 μA/W)和探测率(2.73×1010 Jones)。本文的研究结果证实了室温制备h-BN薄膜及其日盲紫外探测器的可行性, 为实现可在室温下工作的h-BN探测器的应用提供了参考。
h-BN薄膜 反应溅射法 室温 日盲紫外探测器 光电性能 响应度 h-BN film reactive sputtering method room temperature solar-blind ultraviolet detector photoelectric property responsivity
江苏大学材料科学与工程学院，江苏 镇江 212013
采用先低温O2气氛退火，后高温N2气氛退火的两步退火法工艺，探究了两步退火法对化学浴沉积（CBD）制备的多晶硫化铅（PbS）薄膜光电性能的影响。结果表明，相比于一步退火法，两步退火法所得的PbS薄膜具有较大的晶粒尺寸、较少的晶界和良好的光电性能。在两步退火法中，当第二步退火时间为80 min时，PbS薄膜的响应度为2.33 A·W-1，比探测率为1.18×1010 cm·H1/2·W-1，与一步退火法相比分别提高了259%和236%，即两步退火法可以在传统一步退火法的基础上进一步提高PbS红外光电探测器的性能。
薄膜 硫化铅薄膜 退火 化学浴沉积 响应度 比探测率 光学学报
2023, 43(10): 1031001
1 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
2 电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
3 中电科思仪科技股份有限公司, 山东 青岛 266555
绝对光谱响应度是探测器的重要技术参数之一, 随着太赫兹探测技术的发展, 精确测量太赫兹探测器的绝对光谱响应度变得越来越重要。 由于在太赫兹波段缺乏连续可调谐的太赫兹光源以及分光系统, 因此无法采用传统测量红外探测器绝对光谱响应度的方法来实现对太赫兹探测器绝对光谱响应度的测量。 基于反射法测量了2~10 THz相对光谱响应度, 通过CO2泵浦气体激光器作为泵浦光源测量了2.52和4.25 THz绝对响应度, 转化得到2~10 THz探测器的绝对光谱响应度, 并且对2.52和4.25 THz绝对响应率和相对光谱响应度这两个频率点进行了相互验证, 2.52和4.25 THz绝对响应度测量值之比为0.753, 相对光谱响应度测量平均值之比为0.749, 两者之差仅为0.004, 因此, 说明本文采用的反射法测量太赫兹探测器相对光谱响应度的方法是可行的。 另外水汽在太赫兹波段的测试有很大的影响, 对1.5~10 THz波段大气的衰减特性进行了测试, 试验表明水汽对太赫兹波有明显的衰减作用, 在不同环境湿度下测量时会产生不同的结果, 因此在太赫兹探测器测量过程中需要严格的控制大气的湿度, 从测试数据可得到, 大气中的湿度越小越好。 特别是在3.3 THz波段之前, 由于本身的信号比较弱, 如果水汽过大或测试过程中变化较大, 将严重影响测试效果。 该系统可以满足太赫兹探测器的研制、 生产、 检测和应用, 它可以为材料的选取、 工艺改进、 数据补偿、 光学系统设计、 图像处理提供指导, 同时也可以推动太赫兹**装备效能的重要依据。 因此, 太赫兹探测器绝对光谱响应度的测量对器件设计制造者、 成像装备系统设计制造者以及器件使用者来说都具有非常重要的指导意义。
太赫兹探测器 反射法 绝对光谱响应度 相对光谱响应度 水汽 Terahertz detector Reflection method Absolute spectral responsivity Relative spectral responsivity Water vapor 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1017
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电子材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
4 中国科学院半导体研究所固体照明研究开发中心，北京 100090
提出一种在AlGaN基 PIN 器件的p-GaN表面上沉积Pt，形成肖特基势垒（SB）-PIN 异质结器件，器件的能带和载流子的输运发生了变化，这种新型光电探测器实现了双波段紫外探测，可分别工作在光伏和光电导模式下。器件在 275 nm波长的紫外光照射的负偏置电压下，工作模式为光伏探测，当入射光功率密度为 100 μW/cm2，偏置电压为-10 V时，器件得到最大响应度（0.12 A/W）；当偏置电压为-0.5 V时，器件得到最大探测率（1.0×1013 cm·Hz1/2·W-1）。器件在正偏置电压工作模式下可作为高响应、高增益的光电导探测器，当偏置电压为+10 V 时，用275 nm 和365 nm 波长的紫外光照射（光功率密度为100 μW/cm2），器件的响应度分别为10 A/W 和14 A/W，外量子效率分别为4500%和 4890%。所设计的双波段多功能器件将极大地扩展基于AlGaN的紫外探测器的用途。
探测器 双波段紫外探测器 AlGaN 异质结 响应度
中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东青岛 266555
随着太赫兹探测技术的发展, 精确测量太赫兹探测器的光谱响应变得越来越重要。分析了太赫兹探测器相对光谱响应的测量原理, 搭建了一套太赫兹探测器相对光谱响应测量系统,对系统测量不确定度来源进行分析, 选用太赫兹探测器对测量系统不确定度进行验证。通过分析实验数据可知, 在 1~10 THz范围内, 系统的扩展不确定度为 9.2%, 可以满足目前太赫兹探测器相对光谱响应测量的需求。
太赫兹探测器 光谱响应度 交替法 测量不确定度 terahertz detector relative spectral response alternate method uncertainty of measurement 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(12): 1245
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
为了研究飞秒激光对光电探测器光学性能的影响，本文对飞秒脉冲激光辐照CsPbBr3背靠背肖特基光电探测器的损伤特性，以及不同激光功率密度下的光电性能进行了研究。利用化学气相沉积法在ITO叉指电极上沉积CsPbBr3微米晶薄膜，制备了背靠背肖特基型全无机钙钛矿光电探测器。利用脉冲宽度为35 fs的钛宝石飞秒激光器辐照CsPbBr3光电探测器，通过显微镜观察不同激光功率密度下CsPbBr3多晶薄膜的损伤形貌，并研究了不同功率密度损伤下肖特基结构的钙钛矿光电探测器的光电性能变化。结果表明：自制的全无机金属卤化物肖特基光电探测器具有较高的损伤阈值，达到了2.1 W/cm2，并且在样品轻度损伤的情况下，样品的光电特性出现了一定程度的提升，光谱响应度出现了50 nm的展宽，并且在部分薄膜受热脱落后，器件仍然保持一定的光电探测性能。
飞秒激光 激光损伤 光电探测器 光响应特性 光谱响应度 femtosecond laser laser damage photodetector optical response characteristics spectral responsivity 
