Detektor inframerah memainkan peran kunci dalam pengintaian militer, penginderaan jauh, komunikasi, panduan presisi, kedirgantaraan, dan bidang lainnya, dan telah menerima-perhatian jangka panjang dari negara-negara di seluruh dunia, dengan nilai penelitian dan prospek aplikasi yang penting. Integrasi struktur mikro-nano dan detektor semikonduktor tradisional dapat secara efektif meningkatkan efisiensi kopling foton dan jalur optik yang setara, menembus batas penyerapan bahan curah tradisional, meningkatkan efisiensi kuantum perangkat optoelektronik dan mengurangi arus gelap perangkat, yang merupakan kandidat menjanjikan untuk detektor inframerah-performa tinggi. Penelitian menyediakan sarana teknis baru. Pengenalan kopling optik-efisiensi tinggi dan efek lokal medan optik sub-panjang gelombang menggunakan struktur mikro-nano, dikombinasikan dengan optimalisasi tingkat energi perangkat semikonduktor tradisional dan metode kontrol lainnya untuk meningkatkan kinerja keseluruhan detektor, telah menjadi bidang detektor inframerah yang aktif dan menjanjikan. arah penelitian.
According to Memes Consulting, recently, researcher Shi Haofei's research group from the Micro-Nano Manufacturing and System Integration Center of Chongqing Institute of Green Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences published a "Micro-Nano Structure Enhanced Infrared Detector" in the journal "Infrared and Laser Engineering". A review article on the topic of "Research Progress". Researcher Shi Haofei is mainly engaged in the research of graphene material preparation, micro-nano processing technology, infrared detection devices and so on.
Studi ini merangkum penelitian tentang berbagai jenis mikro-struktur nano-detektor inframerah yang disempurnakan dalam beberapa tahun terakhir. Pertama, prinsip dasar detektor inframerah yang disempurnakan dengan struktur-nano mikro diperkenalkan, dan klasifikasi serta perbandingan dibuat sesuai dengan bahan dan fungsi yang berbeda dari struktur-nano mikro. Kemajuan penelitian struktur mikro-nano dalam detektor inframerah dijelaskan; akhirnya, tren pengembangan detektor inframerah yang disempurnakan berdasarkan struktur mikro-nano diringkas dan diprospek.
Silikon-Detektor Inframerah Berbasis Silikon dengan Struktur Array Lubang Mikro
Di bidang detektor inframerah, struktur mikro-nano digunakan untuk meningkatkan efisiensi kopling dan tingkat penyerapan foton, dan sambil mempertahankan respons optik perangkat, ketebalan dan volume lapisan penyerapan perangkat berkurang, sehingga mengurangi arus gelap perangkat dan meningkatkan tingkat deteksi perangkat. Saat ini, struktur mikro-nano yang digunakan dalam penelitian detektor inframerah terutama meliputi: menengah-jenis mikro-struktur nano, permukaan logam-jenis mikro{{5 }}struktur nano, dan struktur nano-rongga plasmonik tiga-tipe mikro-dimensi. Ini adalah peningkatan kinerja detektor inframerah oleh struktur mikro, yang pertama kali tercermin dalam efek antirefleksi pada spektrum insiden tertentu atau pita spektrum luas. Peningkatan substansial dalam tingkat penyerapan cahaya detektor berarti bahwa bahan lapisan penyerapan yang lebih tipis dapat digunakan, dan struktur nano-mikro itu sendiri dapat secara efektif mengurangi volume unit fotosensitif perangkat, yang membuat kegelapan intrinsik arus perangkat yang terkait dengan volume material berkurang secara signifikan. , untuk lebih meningkatkan tingkat deteksi dan kinerja komprehensif detektor inframerah.
Penggunaan struktur-nano mikro untuk mencapai regulasi multi-dimensi dari sifat fotolistrik detektor inframerah dan penelitian mekanismenya adalah batas penelitian detektor inframerah saat ini, dan juga merupakan arah penting untuk pengembangan generasi baru detektor inframerah di masa depan. Perangkat deteksi inframerah struktur mikro-nano masih menghadapi kesulitan dan tantangan seperti kompatibilitas proses, kinerja subversif, dan kemampuan-adaptif diri untuk ditingkatkan. Perangkat deteksi inframerah mikro-struktur nano-yang disempurnakan perlu fokus pada arahan penelitian berikut dalam pengembangan di masa mendatang: (1) CMOS-metode desain struktur perangkat deteksi struktur mikro yang kompatibel dan teknologi pemrosesan; (2) Pada saat yang sama, ia memiliki broadband, sensitivitas tinggi, dan kebisingan rendah. Mikro-teknologi deteksi inframerah struktur nano dengan properti komprehensif seperti kecepatan respons tinggi dan kecepatan respons tinggi; (3) Perangkat adaptif dengan kemampuan kontrol dinamis seperti spektrum respons. Dengan studi mendalam-materi baru, struktur baru, dan mekanisme detektor baru di masa depan dan kemajuan berkelanjutan dari teknologi integrasi sistem, struktur mikro-nano-inframerah yang disempurnakan detektor akan menunjukkan potensi besar untuk aplikasi, menyediakan integrasi tinggi, kinerja tinggi, dan sistem deteksi inframerah berbiaya rendah-menawarkan solusi baru.
The first author of this article is Zhu Peng, an assistant researcher at the Center for Micro-Nano Manufacturing and System Integration, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences. He is mainly engaged in the research of micro-nano optical devices, the preparation of two-dimensional materials, and the development of new infrared detection devices.
GMKJ Technology is deeply engaged in healthy and smart light sources, providing a full range of UVA UVB UVC LED, infrared IR LED VCSEL products and solutions to the market. It has hundreds of high-quality partners in domestic and foreign markets to jointly promote the use of light technology to create a healthy and smart life.
