宽禁带紫外光电探测器模板
C7012紫外线传感器资料

C7012-紫外型火焰探测器此款火焰探测器属于整流形火焰探测器中的紫外线型的小观测管式。
产品描述·C7012A、C、E、F固态紫外线型探测器,用于燃油、燃气、燃煤及其它燃料燃烧器的火焰监测上。
·C7012A、E的封装满足NEMA4标准。
·C7012C、F为防爆型,封装满足NEMA7、9标准。
产品描述常用型号见下表型号自检电压连接口径防爆环境温度C7012A1145-120Vac50/60Hz3/4'--4~79C7012A1152-120Vac50/60Hz1'--4~79C7012A1160-120Vac50/60Hz1'--4~79C7012A1186-208Vac50/60Hz3/4'--4~79C7012A1194-240Vac50/60Hz3/4'--4~79C7012C1042-120Vac50/60Hz1'防爆-4~79C7012E1104自检120Vac50/60Hz3/4'--29~79C7012E1112自检120Vac50/60Hz1'--29~79C7012E1120自检120Vac50/60Hz1'--40~79C7012E1146自检208Vac50/60Hz3/4'--29~79C7012E1153自检240Vac50/60Hz3/4'--29~79C7012E1161自检120Vac50/60Hz1'--29~79C7012E1278自检120Vac50/60Hz1'--29~79C7061A/F-紫外,自检型火焰检测器此款火焰探测器属于整流形火焰探测器中的紫外线型的小观测管式。
产品描述C7061A/F-紫外,自检型火焰检测器·C7061A/F固态紫外线型探测器,用于燃油、燃气、燃煤及其它燃料燃烧器的火焰监测上。
·C7061A的封装满足NEMA4标准。
实验14 禁带宽度的测量

实验十四 禁带宽度的测量应物0903 蔡志骏 u200910207 张文杰 u200910205一、实验目的1、学习紫外分光光度计的工作原理和使用方法。
2、学习用紫外分光光度计测量薄膜样品的透射(吸收)光谱3、能根据吸收光谱推算出材料的光学禁带宽度。
二、实验原理1、禁带宽度的涵义(1)、禁带宽度表示晶体中公有化电子所不能具有的能量范围 (2)、禁带支付表示价键束缚的强弱 2、允许的带间直接跃迁在跃迁过程中波矢改变量0k ∆=,这种跃迁为允许带间直接跃迁。
这种跃迁满足g g E ω=如果假定仅讨论导带底以上价带顶以下较小的能量范围内光吸收过程,对于导带与价带都是抛物线的并且非简并的情况有()()1412210gE cmαωω-≈⨯-吸收系数与能量的关系服从1/2次方律。
3、禁戒的带间直接跃迁在一些情况中,0k = 的跃迁被选择定则1L ∆=±禁止,而0k ≠的跃迁允许,这种跃迁为禁戒的直接跃迁。
虽然在0k = 徙的跃迁几率为0,但是0k ≠处仍存在一定的的跃迁几率,且跃迁几率正比于2k ,此时的吸收系数为()()411.310gE cmωαωω--=⨯由上式可知吸收系数主要由3/2次方律决定4、导带底和价带顶位于波矢空间不同位置的带间直接跃迁和间接跃迁这种情况是指导带底的最低能量状态和价带的最高能量状态不在k空间同一位置而发生直接跃迁。
(1)、当g p E E ω>- 时,只能伴随着声子的吸收过程,吸收系数为()()2exp 1g p p B c E E E k T αωαω-+=⎛⎫- ⎪⎝⎭(2)、对于g p E E ω>+ 时,既可伴随着声子的发射,也可伴随着声子的吸收。
其中伴随一个声子发射的吸收光谱为()()21exp g p e p B c E E E k T ωαω--=⎛⎫- ⎪⎝⎭以上两式表明间接跃迁系数与入射光子的能量有二次方关系。
5、透射率、吸光度与吸收系数之间的关系吸光度A 与透射率T 的关系为1lgA T=光吸收规律()0exp I I x α=-α为吸收系数,x 为光的传播距离,根据朗伯—比尔定律,A 正比于α。
ZnMgO紫外探测器研究现状

ZnMgO紫外探测器研究现状1 引言ZnO是一种直接宽带隙的半导体材料(禁带宽度为3.37 eV),在室温下有很高的激子束缚能(60 meV),外延生长温度低,抗辐射能力强。
通过Mg的掺入可实现禁带宽度从3.3 eV 到7.8 eV可调的ZnMgO合金,ZnMgO作为优良的紫外光电材料在光电系统中有着广泛的应用,像LED、光探测器和太阳能电池等,特别是紫外光探测器方面的应用。
紫外探测器广泛用于矿井可燃气体和汽车尾气的监测、固体燃料成分分析、环境污染监测、细胞癌变分析、DNA 测试、准分子激光器检测等领域。
在军事上可用于导弹跟踪、火箭发射、飞行器制导以及生化武器的探测。
在现实生活中,用于火灾监测、紫外通信以及紫外线辐射的测量。
随着紫外线的广泛应用,紫外探测器在环保、医学、军事等领域将得到更广泛的应用。
作为一种宽禁带半导体材料,ZnMgO近年来受到了研究人员的广泛关注。
2 ZnMgO紫外光探测器的研究进展ZnMgO薄膜材料生长和紫外探测器的研究主要有美国、日本,印度、南韩等国家,薄膜生长方法以脉冲激光沉积(PLD),分子束外延(MBE),金属有机化学气相沉积(MOCVD),和磁控溅射等为主。
自1998年日本东京技术研究所用PLD方法在蓝宝石(0001)衬底上生长出了Mg组分达0.33的ZnMgO单晶薄膜之后,高Mg组分的ZnMgO薄膜材料生长和紫外探测器研究引起了人们的极大兴趣。
美国北卡罗那州大学,马里兰大学都相继报道了ZnMgO薄膜的生长及光学特性研究;南韩Pohang科技大学采用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长了Mg组分(0-0.49)连续可调的ZnMgO薄膜,并有X-射线衍射(XRD)谱表明未发生结构分相。
这些结果已远远超过平衡态下Mg在ZnO中的固溶度值≤4%。
以上ZnMgO薄膜大都是在单晶衬底和较高的衬底温度(350-750℃)上生长,而日本Ritsumeikan大学和印度德里大学均采用磁控溅射方法,在不加热的硅和石英衬底上生长出了Mg组分0.42和0.46的ZnMgO薄膜,结果表明薄膜仍未发生结构分相。
MSM结构ZnO紫外探测器的制备及光电性能研究

第 3期
MS 结构 Z O紫外 探 测器 的制 备及 光 电性 能研究 M n
《基 \l 0 J 0 uJ 0 芑
6 5
通过 对 以上数 据线 性拟 合分 析得 到 了 以下线性
方程 :
退 火 后 : = 一 .0 7 , 3 74 6×1 一 6 2 7 1× 0 0 + .6 8 1 一V
种 短 程地对 空 、 对 空 导 弹 的攻 击 。相 比其 它 探 测 空
技术 , 紫外 探测 具 有虚 警 率 低 、 隐蔽 性 高 、 需 低 温 无 冷 却 和扫描 、 积小 、 量 轻 等 独 特 优 势 J 已成 为 体 质 , 装 备量 最大 的 导 弹逼 近 告 警 系 统之 一 。另 外 , 民 在 用 领域 , 紫外 探测 器 可 广 泛 应 用 于可 燃 气 体 和 汽 车
具 有极 高 的军 事 价值 . 。仅 就 光 电对 抗 而 言 , 2 J 随
对红 外 和可 见 光 都 不 敏 感 。这 使 得 Z O成 为 光 电 n
探测 器 、 光 二 极 管 ( D) 蓝 紫 光 发 光 二 极 管 激 L 和
( E 等 光 电子器 件 的首 选 材 料之 一 , L D) 尤其 易 于实 现高 性能 的紫 外探 测器 ¨I 。 l ]
刘 大 博
( 北京航空材料研究 院 , 北京 109 ) 0 0 5 摘要 : 采用磁 控溅 射方法 , 在石英衬底上 制备了光 电性 能优 良的 Z O紫外探测 器 。通过 紫外光 电性能测 试 、 n 扫描
电子显微镜 ( E 观察 及 x射线衍射 ( R 分析 , S M) X D) 研究 了 Z O紫外探测 器的光 电特性 。结 果表 明 : n 探测器 的光 电
日盲紫外光电探测器结构

日盲紫外光电探测器结构日盲紫外光电探测器(Solar Blind Ultraviolet Photodetector)是一种能够在太阳能紫外线波段(200-280纳米)具有高响应度和低响应度的探测器。
它在紫外线波段的探测对于环境监测、军事侦查、卫星通信等领域都有重要的应用。
首先是光敏元件,它是日盲紫外光电探测器的核心部分,用于接收紫外光并产生电荷载流子。
常用的光敏元件有硅(Si)材料和氮化镓(GaN)材料的PIN结构二极管。
硅材料具有高响应度和低响应度的特点,但其长波边缘在280纳米左右,因此不能实现日盲性。
而氮化镓材料具有非常好的紫外光透过性,在200纳米以下具有低响应度,能够实现日盲特性。
其次是光学系统,它主要用于将入射的紫外光聚焦到光敏元件上,提高光信号接收效率。
光学系统通常由凸透镜和滤光片组成,凸透镜用于聚焦光线,滤光片用于屏蔽可见光和红外光。
进一步是电子信号处理系统,它主要用于放大和转换光敏元件产生的微弱电流信号。
电子信号处理系统通常由前置放大器、滤波器、放大器和模数转换器等组成。
前置放大器用于放大微弱电流信号,滤波器用于除去噪声和杂散信号,放大器用于进一步放大信号,模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。
最后是外壳保护,它用于保护整个光电探测器免受外界环境的干扰和损伤。
外壳通常采用金属材料制成,具有良好的导热性和机械强度,并可以有效地屏蔽外界干扰源。
总结来说,日盲紫外光电探测器的结构主要包括光敏元件、光学系统、电子信号处理系统和外壳保护。
光敏元件负责接收和产生电荷载流子,光学系统用于聚焦紫外光,电子信号处理系统用于放大和转换信号,外壳保护用于保护整个探测器。
这些部件的结合使得日盲紫外光电探测器能够高效地探测太阳能紫外线波段的信号。
宽禁带紫外光电探测器教材

外延技术的突破,使得宽禁带半导体器件的研制和应用得到迅速的发展。 ◆ 用SiC、GaN材料制造实用化器件已经在电力电子、射频微波、蓝光激光器、紫 外探测器和MEMS器件等重要领域显示出比硅和GaAs更优异的特性,并开始取 得非常引人注目的进展。
LOGO
一、引言
由于SiC、GaN等宽禁带半导体材料在军事领域具有巨大的应用潜力,
倍增管和硅基紫外光电管。光电倍增管需要在高电压下工作,而且体
积笨重、易损坏,对于实际应用有一定的局限性。硅基紫外光电管需
要附带滤光片,这无疑会增加制造的复杂性并降低性能。
◆ 在过去十几年中,为了避免使用昂贵的滤光器,实现紫外探测器在太 阳盲区下运行,以材料和外延技术较为成熟的 SiC、GaN为代表的宽 带隙半导体紫外探测器引起世界各国重视。
LOGO
二、宽禁带半导体紫外探测器简介
(3) MSM型紫外探测器
◆ 1985年德国半导体电子研究所率先发明了横向结构叉指状电极的肖特基光电
二极管(MSM-PD),改善了传统光电二极管的性能。
◆ 此结构是用平面线型叉指电极和半导体材料形成“背靠背”的双肖特基势垒。 当 在电极上加上直流偏置电压时,一个势垒正向偏置,另一个势垒则反向偏置, 因此暗电流极小,几乎比同种材料的光电导探测器的暗电流小3-5个数量级。 ◆ MSM型光伏探测器不需要进行p型掺杂,具有响应度高、速度快、随偏压变化 小、制备工艺简单、造价低、易于单片集成等优点,得到人们的普遍关注。 LOGO
AlGaN MSM紫外探测器

特基二极管 组成 , 不需要 进行 P 掺杂 , 它 型 结构
简单 , 价低 ,易于 集成 , 且有 高灵 敏度和 高 造 并
可随 A 组分的变化在 35m(= ) 20 m(- ) l 6n x 0 到 0r x 1 i 的范 围 内调 节 .由于该 范 围覆 盖 了地 球 上大 气
Al G a .N 03 07 l
.
I a r u r n sofl A n n a h a e f2 5 a d 6 5 r s e tv l d t h d da k c r e t p a d l A t t e bi s o . V n . V e p c i ey a s n
Ab t a t A Me a- e c n u t rMe a M S 1 lrv oe h t d t co sf b ia e n t eu _ s r c : t l mi d c o - t lf M ta i l p o o ee t rwa a r td o h n S o u t c
关键词 : M ;暗 电流 ;响应 率;光谱 响应 MS 中图分类 号: T 3 文献 标识 码: A N6 A l a SM V G N M U Pho ode e t t t c or
C E G C ii . U Z egx g S J n i C E h zo g2 Z A G G oy 2 S N We g o H N a j g L h n—i , I u-e -n n j , H N Z i h n , H N u-i , U i u — —
紫外探测器能探 测到 飞机、 火箭和 导弹等 飞行 目
标 的尾焰 或羽焰 中释放 出的大量 紫外辐射 , 以 所 在 军用方 面可以应 用于空 间防务 和报警 系统 ; 在
ZnO紫外光电阴极制备及激活工艺技术

来 改变 薄膜 的性 能 。Z O 薄膜 正 是通 过 Z O薄 膜 掺 A n 入 A 元 素而 获得 ,具有 与 Z O薄 膜相 同 的六 角形 纤 1 n 锌矿结 构 ,并 呈 ( 0 ) 0 2 面择 优 取 向。 因为 A 1离 子 半 径 比 z 子半径 小 ,A n离 l原子容 易成 为替 位原 子而 占 据 z 子 的位 置 ,也容易 成为 间隙原 子而存 在 。 n原
中图 分 类 号 T 9 . 1 N0 2 4 文献 标 识 码 A 文章编号 10 7 2 {0 1 0 0 7— 80 2 1 )7—18— 4 4 0
Pr p r to nd Ac i a i n Te h o o y o he Zn t a i lt El c rc t t o e e a a i n a tv to c n l g ft o Ulr v o e e t iiy Ca h d
XU ae g Hu t n
( olg f nom t nS inea dT c n lg ,Xime ies y ime 6 0 5,C ia C l eo fr ai ce c n eh ooy e I o a nUnv r t ,X a n3 10 i hn )
Ab ta t Z O p oo ah d s s o e tn ie p o p c n u ta iltd tcin. Zn i utb e c n iae fr sr c n h tc to e h w xe sv rs e ti lrvoe ee t o O sa s i l a dd t o a te UV po lcrn cd vc p lc to sa o m e eau e Th eain h p b t e lcr d p t rn i h o tee to i e ie a piain tro tmp rt r . e rlto s i ewe n Cree to e s ut igtme e a d ta s a e c n ufc e itn e i d su s d T e rlto s i ew e h ak c re ta d p oo ur n r n rn p rn y a d s ra e rssa c s ic se . h eain h p b t e n te d r u r n n h tc re t e a su id t de .
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
(3) 量子效率
量子效率分为内量子效率和外量子效率: ◆ 内量子效率定义为入射至器件中的每一个光子所产生的电子-空穴对数目,即
◆ 第三代宽带隙半导体材料主要包括SiC、GaN、ZnO和金刚石等,同第一、 二代电子材料相比,具有禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、介电常数小、 导热性能好等特点,适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电 子器件;而利用其特有的宽禁带,还可以制作蓝、绿光和紫外光的发光器 件和光探测器件。
一、引言
一、引言
◆ 相比之下,我国对宽禁带半导体材料与器件的研究起步晚,而且研究单位较 少,存在生长设备落后、投入不足、缺少高质量大尺寸的衬底、外延生长 技术不成熟等问题,进展较慢,还处在初步阶段。
◆ 虽然军事上、民用上都迫切需要高性能、高可靠性的紫外探测器,但目前所 研制的宽禁带半导体紫外探测器还未达到商品化的程度。
i 产生入的射电 的 空 子光 穴子 对数 个数
◆ 在实际应用中,入射光的一部分在器件表面被反射掉,在有源层中被吸收部分 的大小又取决于材料的吸收系数和厚度,所以实际上只是部分的Popt能被器件有效 地吸收而转化为光电流。定义外量子效率为
◆ 但是由于工艺技术上的问题,特别是材料生长和晶片加工的难题,进展一直十 分缓慢。直到20世纪80年代后期至90年代初,SiC单晶生长技术和GaN异质结 外延技术的突破,使得宽禁带半导体器件的研制和应用得到迅速的发展。
◆ 用SiC、GaN材料制造实用化器件已经在电力电子、射频微波、蓝光激光器、紫 外探测器和MEMS器件等重要领域显示出比硅和GaAs更优异的特性,并开始取 得非常引人注目的进展。
◆ 在美国军方的支持下,CREE公司于2001年已将GaN HEMT器件与相关的外延材 料用航天飞机运载到空间站并将它们安置在空间站的舱外,进行轨道运行试验, 以便真实地评估器件的可靠性和抗辐照能力。
◆ 为了进一步推进宽禁带半导体器件的发展,美国国防部在2001年启动宽禁带半导 体技术创新计划(WBSTI),重点解决材料质量和器件制造技术问题,促进此类器 件工程化应用的进展。
宽禁带半导体紫外 探测器
主要内容
一 引言 二 宽禁带半导体紫外探测器概述 三 紫外探测器的应用
一、引言
◆ 第一代元素半导体材料Si以及第二代化合物半导体GaAs、InP等材料由于具 有禁带宽度小、器件长波截止波长大、最高工作温度低等特点而使得器件 的特性及使用存在很大局限性,满足不了目前军事系统的要求。
一、引言
❖ 由于SiC、GaN等宽禁带半导体材料在军事领域具有巨大的应用潜力, 很多国家都开展了相关材料与器件的研究:
◆ 美国军方十分重视SiC、GaN器件,美国国防部高级研究计划局(DARPA)、ONR、 空军研究实验室(AFRL)、美国弹道导弹防御组织(BMDO)等部门一直把GaN微波 功率器件作为重点支持的领域。
◆ 在过去十几年中,为了避免使用昂贵的滤光器,实现紫外探测器在太 阳盲区下运行,以材料和外延技术较为成熟的SiC、GaN为代表的宽 带隙半导体紫外探测器引起世界各国重视。
一、引言
◆ 宽禁带半导体材料具有卓越的物理化学特性和潜在的技术优势,用它们制作的 器件在军用、民用领域有更好的发展前景,一直受到半导体业界人士的关注。
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
(1) 光谱响应特性
◆ 当不同波长的光照射探测器时,只有能量满足一定条件的光子才能激发出光生 载流子从而产生光生电流。 ◆ 对于半导体材料,要发生本征吸收,光子能量必须大于或者等于禁带宽度,即 对应于本征吸收光谱,探测器对光的响应在长波方面存在一个波长界限λ0,根据 发生本征吸收的条件
◆ 紫外探测器的性能受到多方面因素的影响,要制备性能优越的紫外探测器, 可以从以下几个问题入手:1)宽禁带半导体材料的生长技术;2)宽禁带 半导体紫外探测器的关键工艺技术;3)探测器结构的设计与优化。
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
1、紫外探测器的性能参数
紫外探测器的主要参数包括暗电流、光电流、响应度、量子效 率和响应时间等。
材料 带隙类型
表1 Si、GaAs和宽带隙半导体材料的特性对比
Si和GaAs
宽带隙半导体材料
Si
GaAs
SiC
金刚石
GaN
间接 直接
间接
间接
直接
ZnO 直接
禁带宽度(eV)
1.119 1.428 2.994
5.5
3.36
3.37
熔点(℃)
1420
1238
2830
4000
1700 1975
热导率(W/cm•K)
hh0 Eg
可得到本征吸收长波限的公式为
0
hc 1.24(m)
Eg Eg(eV)
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
(1) 光谱响应特性
根据半导体材料的禁带宽度,可以算出相应的本征吸收长波限。 ★ 对于GaN材料而言,Eg=3.4eV,则GaN探测器的长波限λ0≈365nm。 ★ 对于4H-SiC材料,Eg=3.26eV,则其长波限λ0≈380nm 。
1.40
0.54
4.9
20
1.5
-
电子迁移率(cm2/V•s) 1350
8000
1000
2200
900
-
介电常数
11.9 13.18
9.7
5.5
8.9
-
饱和速率(cm/s)
1×107 2×107 2×107 2.7×107 2.5×107
-
一、引言
◆ 在紫外探测器方面,目前已投入商业和军事应用的比较常见的是光电 倍增管和硅基紫外光电管。光电倍增管需要在高电压下工作,而且体 积笨重、易损坏,对于实际应用有一定的局限性。硅基紫外光电管需 要附带滤光片,这无疑会增加制造的复杂性并降低性能。
从计算结果可以看出,GaN、4H-SiC材料的本征吸收长波限都在紫外区。
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
(2) 响应度
光电响应度是表征探测器将入射光转换为电信号能力的一个参数。光电 响应度也称光电灵敏度,定义为单位入射光功率与所产生的平均光电流之比, 单位为A/W。
RIph q(m) Popt h 1.24