2009年《红外与毫米波学报》征订启事
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中文题目第1作者姓名1，第2作者2，第3作者3(1.单位全名部门(系)全名,省市(或直辖市) 邮政编码；2. 单位全名部门(系)全名,省市(或直辖市) 邮政编码；3.……)摘要: 摘要内容(包括目的、方法、结果和结论四要素) 请作者重视摘要的写作，第三人称叙述，不应出现“本文”关键词:关键词1; 关键词2；关键词3；……（一般可选3~8个关键词，用中文表示，不用英文，分号隔开）中图法分类号:****文献标识码: A正文部分用5号宋体字，不要分两栏排，排单栏，其中图表宽度可以通栏，设置为A4页面。
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四号黑体）1.1 二级标题（5号黑体）1.1.1 三级标题（5号楷体）正文中，图表须注明中英文图题和表题，且在正文中应明确提及（例：如图1所示）。
其中图的编号和图题置于图下方的居中位置，表的编号和表题置于表上方的居中位置，表格采用三线表。
示图尺寸一般为黑白绘图，请确保图表中文字清晰。
表1 表题Table 1 ****题目1 题目2 题目3 ……公式用5号字体（最好横排，如a/b），其中量的符号应采用斜体，矢量、矩阵用黑斜体表示。
函数（单词）用正体小写，第一个字母小写；单个字母斜体。
定理1（******。
）定理内容。
（定义、算法等的排版格式与此相同）证明:*证明过程.* [“例”等的排版格式相同]结束语（内容勿与摘要或引言雷同）参考文献: （参考文献示例参见下页）［1］著者.题目［J］.刊名(全称,英文期刊名以黑体标志), 出版年,卷号(期号):起始页码. [期刊]［2］著者.书名［M］.译者，译.版本项（初版不写）出版地(城市名): 出版者, 出版年：起始页码.[书籍] ［3］著者.题目：文集实际完整名称，出版年[C].出版地：出版者，出版年：起止页码.[会议录(论文集、论文汇编等)]［4］著者.析出题目[文献类型标志]//整本文献的编者姓名. 文集实际完整名称.版本项.出版地(城市名):出版者,出版年:起止页码.[析出文献)]［5］著者.题名[D]. 所在城市：学位授予单位, 出版年.[学位论文]［6］著者.题名，报告号[R]. 出版地(城市名): 出版者, 出版年.[科技报告、手册等]［7］著者.准编号标准名称［S］.出版地: 出版者,出版年.［8］著者.题名［N］.报纸名，出版日期（版次）.[报纸文章] 出版日期按YY-MM-DD格式［9］著者.题名［文献类型标志/电子文献载体标志］.(更新日期) [引用日期].获取和访问路径（如）.[电子文献] ［10］专利所有者.专利题名：专利国别，专利号［P］.公告日期.获取和访问路径.注意：个人著者采用姓前名后的形式，英文作者姓全部大写，名可缩写，省略缩写点；汉语拼音书写的姓名不得缩写，姓大写，名字首字母大写。
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基于辐亮度匹配的无人机载成像光谱仪外场光谱定标研究_晏磊
第31卷第6期2012年12月红外与毫米波学报J．Infrared Millim．WavesVol．31，No．6December ，2012文章编号：1001－9014（2012）04－0517－06DOI ：10．3724/SP．J．1010．2012．00517收稿日期：2011-09-28，修回日期：2012-03-09Received date ：2011-09-28，revised date ：2012-03-09基金项目：国家高技术研究发展计划项目（2008AA121806）Foundation items ：Supported by the National High Technology Research and Development Program of China （2008AA121806）作者简介（Biography ）：晏磊（ˑˑˑˑ-），男，湖北武汉人，博士，教授，主要从事遥感研究．E-mail ：lyan@pku．edu．cn．*通讯作者（Corresponding author ）：E-mail ：gouzhiyang@163．com．基于辐亮度匹配的无人机载成像光谱仪外场光谱定标研究晏磊1，2，勾志阳1，2*，赵红颖1，2，陈伟1，2，尹中义1，2，段依妮1，2（1．北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所，北京100871；2．北京大学空间信息集成与3S 工程应用北京市重点实验室，北京100871）摘要：针对可见光与近红外波段无人机载成像光谱仪，在保证精度的前提下，提出了一种快速优化二维反演算法，利用大气吸收特征作为参照，采用辐亮度匹配的方法，在不需要测量地面反射率数据的情况下，反演了成像光谱仪的重要光谱参数中心波长的偏移量和带宽变化量。
利用2010年11月14日于内蒙古乌拉特前旗开展的无人机遥感载荷综合验证场科学实验数据，在实验室光谱定标基础上进行了外场光谱定标。
各专业中文核心期刊
华北工学院理工类重要期刊目录O1数学类核心期刊表1、▲数学学报=Acta mathematica Sinica/中国科学院数学所。
北京：《数学学报编辑部》，1952 双月刊 CLC：O1 ISSN 0583-1431北京中关村中国科学院数学所235室(100080)2、▲数学研究与评论= Journal of mathematical research and exposition/大连理工大学数学科学研究所。
大连：大连理工大学数学科学研究所, 1981季刊 CLC：O1 ISSN 1000-341X辽宁大连理工大学数学科学研究所(116024)3、▲数学年刊.A辑=Chinese an nals of mathematics、SeriesＡ/中国数学会。
上海:上海科学技术文献出版社1980双月刊 CLC：O1 ISSN 1000-8314上海邯郸路220号复旦大学数学研究所内(200433)4、▲应用数学学报= Acta mathematica applicatae Sinica/中国数学会。
北京：科学出版社，1976 季刊 CLC：O29 ISSN 0254-3079北京市中关村中国科学院应用数学研究所(100080)5、▲计算数学= Mathematica numerica Sinica/中国科学院计算中心。
北京：科学出版社，1978 季刊 CLC：O24 ISSN 0254-7791北京中关村中国科学院计算数学与科学工程计算研究所(100080)6、▲数学进展=Advances in mathematics/中国数学会。
北京:北京大学出版社,1955双月刊 CLC：O1 ISSN 1000-0917北京大学数学系(100871)7、数学杂志=Journal of mathematics/湖北省数学学会等。
武汉：《数学杂志》编辑部，1981季刊 ISSN 0255—7797 CN 42—1163武汉市武汉大学数学研究所（430072）8、▲系统科学与数学= Journal of systems science and mathematical sciences/中国科学院系统科学研究所。
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其宗旨是发扬学术民主、活跃学术思想、促进国内外同行间的学术交流、促进红外与毫米波科学技术的不断发展。
其特色是反映红外与毫米波领域的最新研究成果和技术进展。
本刊原名《红外研究》，于1982年创刊，根据学科发展和国际学术交流的需要，从1991年更名为《红外与毫米波学报》，使本刊学科覆盖范围从红外扩展到毫米波波段，填补了我国毫米波领域学术期刊的空白。
红外与毫米波科学技术领域是信息科学和物理学的交叉学科，是当前信息技术的重要前沿领域，其水平的高低反映了一个国家的科技、军事核心竞争力。
《红外与毫米波学报》主要报道红外与毫米波领域的新概念、新成果、新进展，刊登在红外物理、凝聚态光学性质、低能激发过程(包括低维系统和电子结构计)、飞秒光谱学、非线性光学、红外光电子学、红外与毫米波技术（包括元器件、系统及应用、智能信息技术和人工神经网络、生物医学光学研究等）方面有创新的研究论文、研究简报，具有国际、国内先进水平的研究报告和阶段性研究简报以及高水平的述评。
读者对象为国内外红外与毫米波领域的科研人员、工程技术人员及高等院校师生、研究生等。
《红外与毫米波学报》面向全国和海外作者征稿，是我国红外与毫米波科技成果的记录与表现形式,是中国与国际红外与毫米波学界交流最新研究成果的平台。
本刊自1986年起邀请国际知名学者担任编委,现有国外编委11人，占22.25﹪；中国科学院两院院士11人, 占22.25﹪《红外与毫米波学报》为双月刊，A4开本，80g铜版纸印刷。
国内统一刊号：CN31-1577/TN；国际标准刊号：ISSN 1001-9014。
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基于N_on_P结构的背照射延伸_省略_640_1线列InGaAs探测器_朱耀明
第31卷第1期2012年2月红外与毫米波学报J．Infrared Millim．WavesVol．31，No．1February ，2012文章编号:1001－9014(2012)01－0011－05收稿日期:2010-12-05，修回日期:2011-01-10Received date :2010-12-05，revised date :2011-01-10基金项目:国家自然科学基金重点项目(50632060);中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿前瞻项目资助(Q-ZY-9、C2-32)Foundation item :Supported by the national natural science foundation in key projects (No．50632060);The knowledge innovation frontier projects inyoung talents field of Chinese Academy of Sciences (Q-ZY-9，C2-32)作者简介:朱耀明(1985-)，男，湖北孝感人，博士研究生，主要从事短波红外探测器的研究．E-mail :yaoming85@hotmail．com．*通讯作者:E-mail :hmgong@mail．sitp．ac．cn．基于N-on-P 结构的背照射延伸波长640ˑ1线列InGaAs 探测器朱耀明1，2，4，李永富1，2，4，李雪1，2，唐恒敬1，2，邵秀梅1，2，陈郁1，2，邓洪海1，2，4，魏鹏1，2，4，张永刚3，龚海梅1，2*(1．中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室，上海200083;2．中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海200083;3．中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050;4．中国科学院研究生院，北京100039)摘要:在N-on-P 型In 0．78Al 0．22As /In 0．78Ga 0．22As 外延材料上，采用感应耦合等离子体(ICP )刻蚀技术制备了背照射640ˑ1线列InGaAs 探测器芯片，研究了探测器光电性能．结果表明，室温下单元器件响应截止波长和峰值波长分别为2．36μm 和1．92μm ，平均优值因子(R 0A )为16．0Ω·cm 2，峰值量子效率达到了37．5%;在1ms 积分时间下焦平面探测器平均峰值探测率达到了2．01ˑ1011cmHz 1/2/W ，响应非均匀性为8．77%，盲元率约为0．6%．关键词:ICP 刻蚀;N-on-P 结构;线列探测器;光电性能中图分类号:TN21文献标识码:AExtended-wavelength 640ˑ1linear InGaAs detector arrays using N-on-P configuration for back illuminationZHU Yao-Ming 1，2，3，LI Yong-Fu 1，2，3，LI Xue 1，2，TANG Heng-Jing 1，2，SHAO Xiu-Mei 1，2，CHEN Yu 1，2，DENG Hong-Hai 1，2，3，WEI Peng 1，2，3，ZHANG Yong-Gang 4，GONG Hai-Mei 1，2*(1．State Key Laboratory of Transducer Technology ，Shanghai Institute of Technical Physics ，Chinese Academy of Sciences ，Shanghai 200083，China ;2．Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Devices ，Shanghai Institute of Technical Physics ，Chinese Academy of Sciences ，Shanghai 200083，China ;3．Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology ，Chinese Academy of Sciences ，Shanghai 200050，China ;4．Graduate School of the Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100039，China )Abstract :Back-illuminated 640ˑ1linear InGaAs detector arrays were fabricated on the In 0．78Al 0．22As /In 0．78Ga 0．22Asmaterial of N-on-P configuration by the inductively coupled plasma (ICP )etching．The photoelectric characteristics of thedetector were investigated．The results indicated that the cutoff-wavelength and peak-wavelength are 2．36μm and 1．92μm ，respectively ，at room temperature．The average value of R 0A is 16．0Ω·cm 2and the quantum efficiency of the peak wavelength reaches to 37．5%．Otherwise ，the average peak detectivity of linear detector array reaches to 2．01ˑ1011cm-Hz 1/2/W ，the response nonuniformity is about 8．77%and the defective pixel ratio is 0．6%for 1ms of integrate time．Key words :N-on-P configuration ;ICP etching ;linear detector array ;photoelectric characteristicsPACS :95．55．Aq引言短波红外1．7 2．6μm 波段包含了O-H 、C-H 、C-O 、C =O 和N-H 等功能键的许多特征吸收光谱［1］，在农业监测、对地观测、空间遥感等领域有着广泛的应用前景，如1．9 2．5μm 波段资源卫星中红外与毫米波学报31卷高分辨率多光谱成像，可用于农作物水分探测等方面，因此能够响应该波段的半导体材料引起了人们的广泛关注．Ⅲ-V族化合物In x Ga1－x As是雁二元系直接带隙半导体材料，具有高电子迁移率、良好抗辐照特性等特点［2］．该种材料制备的短波红外探测器灵敏度高，在较高工作温度下仍具有较好的性能，而且工艺简单、成本低，在实现系统的小型化、低功耗和低成本方面具有较强竞争力．随着In x Ga1－x As化合物组分的变化，其可响应波段为0．87 3．5μm，是制备1．7 2．6μm波段探测器的理想材料．2001年ESA 新一代环境卫星ENVISAT上大气分布扫描成像吸收光谱仪(SCIAMACHY)采用的1024元延伸波长InGaAs线列探测器，在150K、－2mV的偏压下暗电流达到50fA的水平［3］;Judson公司J23系列截止波长2．4μm的延伸波长InGaAs探测器在1级热电致冷(TEC1，－20ħ)的工作条件下，探测率达到3 5ˑ1011cmHz1/2/W．中科院上海微系统与信息技术研究所张永刚［4］等人采用气源分子束外延(GSMBE)技术生长N-on-P型截止波长2．4μm的外延薄膜材料，并制备出了单元延伸波长InGaAs探测器，在室温下峰值探测率达到了1．3ˑ1011cm Hz1/2/W．随着空间遥感领域的发展，我国对航天遥感用短波红外长线列焦平面探测器需求越来越迫切，因此，发展长线列探测器对航天遥感应用具有十分重要的意义．本文采用ICP刻蚀和湿法去损伤技术，在新型N-on-P结构的外延材料上制备背照射延伸波长640ˑ1长线列InGaAs探测器，测量分析光敏芯片以及焦平面探测器的光电性能．1器件制备实验用外延材料由中科院上海微系统与信息技术研究所提供，采用GSMBE技术在InP半绝缘衬底上依次外延生长p+－In1－x Al x As渐变缓冲层(Be掺杂p＞1ˑ1018cm－3)、n－－In0．78Ga0．22As吸收层(Si 轻掺杂)、n+－In0．78Ga0．22As帽层(Si掺杂n＞1ˑ1018cm－3)，如图1(a)所示．采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作台面，并采用酒石酸腐蚀刻蚀后的表面及侧壁，表面和侧壁均采用SiN x薄膜进行钝化，p电极采用Ti/Pt/ Au金属膜系，n电极采用Cr/Au金属膜系，电极制作完成后对芯片背面进行抛光减薄，低温生长280 nm的ZnS增透膜，探测器单元器件剖面结构如图1 (b)所示．光敏芯片与读出电路采用In柱通过基板图1N-on-P外延材料结构和背照器件剖面示意图Fig．1Schemes of(a)N-on-P epitaxial material and(b)back-illuminated detectors间接倒焊互连，在焦平面测试系统上测量焦平面探测器的性能．2器件光电性能2．1Ⅰ-V特性及串联电阻将640ˑ1光敏芯片封装于真空杜瓦中，在keithley236上测量器件的Ⅰ-V特性．如图2(a)所示，300K、－10mV条件下器件的优值因子(R0A) 15．8 17．4Ω·cm2，暗电流密度358 406μA/cm2，与目前先进水平相比存在一定的差距．当正向外加偏压趋近pn结势垒大小时(大约0．5V)，流过pn结的电流会显著增大，串联电阻上的压降相对pn结区的压降变得不可忽略，从而使得Ⅰ-V特性偏离了理想状态．在考虑串联电阻影响的情况下，pn结压降修正为Vj=V－IRS(RS为串联电阻)，因此修正后的电流为I=Ie q(V－IR S)nKT．将Ⅰ-V特性产生偏离之前的曲线外延(如图2(a)中小图所示)，在相同电流下它们的电压差就是串联电阻上的压降ΔV=V－V j=IR S［5］，因此利用ΔV与I的关系，可以得到串联电阻，如图2(b)所示，直线斜率即为串联电阻R S=184Ω．器件Ⅰ-V特性随温度的变化如图3(a)所示，随着温度的降低暗电流明显降低．当温度降低到220K以下，器件Ⅰ-V曲线出现明显的扰动和零点漂移，这是因为在此温度下暗电流已经降低到很低的水平(零偏附近大约10－11量级)，导致此时器件211期朱耀明等:基于N-on-P结构的背照射延伸波长640ˑ1线列探测器图2器件室温Ⅰ-V特性及串联电阻Fig．2Ⅰ-V characteristics and series resistance of measured de-tectors at room temperature的噪声相对于暗电流而言不再是可以忽略的，从而使得暗电流产生了扰动和零点漂移．并且温度越低时，由于噪声所引起的暗电流的扰动和零点漂移越大．Howard W．Yoon［6］等人提出器件的并联电阻满足Ω(T)=Ω0expEa()kT(Ω为常数，E a为热激活能)，那么零偏电阻R0也近似满足R0(T)=RC expEa()KT(RC为常数)．因为禁带宽度随温度的变化比较微弱(In0．78Ga0．22As禁带宽度在300K时为0．51eV，而在220K时为0．49eV［7］)，所以可以近似认为热激活能E a不随温度变化，而log R0(T) T－1近似呈线性关系．如图3(b)所示，当温度大于220K时，RT满足上述关系，通过计算得到热激活能E a=0．193eV，这与Howard W．Yoon等人得到的0．174eV的结果相接近;当温度低于220K 时，log R0(T) T－1开始偏离线性关系，这是因为随着温度继续降低，器件暗电流受器件噪声的限制而趋近一个极限．2．2信号及噪声的温度特性黑体信号测试条件:黑体温度900K，黑体孔径5mm，孔径距探测器距离15．2cm，测试环境温度图3不同温度Ⅰ-V特性及R0与温度的关系Fig．3Ⅰ-V characteristics and Rversus temperature300K，测试频率带宽80Hz．如图4所示，随着温度的降低，信号和噪声的变化规律是不同的，信号随温度降低均匀减小，而噪声因为受到测量系统的限制，先是快速减小，当温度低于240K后逐渐趋于平稳．随温度的降低，载流子复合几率降低从而使得信号增大，而禁带宽度随温度的变化很微弱，所以这两个因素都不是信号随温度降低而均匀减小的主要原因．E．Zielin-ski［8］等人研究发现InGaAs材料的吸收系数随温度降低较均匀的减小，这与信号随温度的变化是一致的．图4信号及噪声与温度的关系Fig．4Signal and noise versus temperature312．3响应光谱特性响应光谱随温度的变化曲线如图5所示，随着温度的降低，器件的截止波长向短波方向移动，测量得到的截止波长与通过禁带宽度计算得到的结果是一致的［8］，如表1所示．在287K 温度下，器件峰值波长为1．92μm ，峰值响应率为0．712A /W ，计算量子效率达到了37．5%．表1不同温度下截止波长测量值和计算值Table 1the measured and calculated cutoff wavelength ofdifferent temperature温度/K 截止波长测量值/μm截止波长计算值/μm2872．362．412732．342．392502．302．352202．272．311852．212．271572．192．243640ˑ1线列焦平面将线列光敏芯片与640ˑ1元的CTIA 读出电路芯片通过In 柱倒装到过渡电极板上，焦平面模块如图6所示．焦平面模块封装在真空杜瓦瓶中，采用液氮控制焦平面温度，利用焦平面测试系统对焦平面模块性能进行测试，测试条件:测试环境温度300K ，黑体温度900K ，黑体孔径10mm ，孔径距焦平面探测器距离30cm ，时钟频率20KHz．图5器件响应光谱及其温度特性Fig．5Responsive spectrum of detectors versus temperature如图7所示，随着温度的降低，焦平面探测器平均噪声和信号都是减小的，这与抽测器件测量结果保持一致．在1ms 积分时间下，250K 和232K 平均峰值探测率分别为1．55ˑ1011cmHz 1/2/W和2．16ˑ1011cmHz 1/2/W ，说明通过降低工作温度，可以提高焦平面探测率．另一方面，随着温度的降低和积分时间的增加，焦平面响应非均匀性是降低的．因此，通过降低工作温度和适当的延长积分时间，焦平面探测器的性能可以得到改善．图8所示为热电致冷(TEC )条件下焦平面探测器性能，在1ms 积分时间，TE1(252K )条件下焦平面探测器平均峰值探测率达到2．01ˑ1011cmHz 1/2/W ，响应非均匀性为8．77%，盲元率约为0．6%．图81ms 积分时间下252K 焦平面探测率Fig．8FPA detectivity under 1ms of integrate time and 252K(下转90页)［2］Hennings I，Herbers D．Radar imaging mechanism of marine sand waves at very low grazing angle illumination caused by unique hydrodynamic interactions［J］．Journal of Geophysi-cal Research，2006，111:1-15．［3］LI Xiao-Feng，LI Chun-Yan，XU Qing，et al．Sea surface manifestation of along-tidal-channel underwater ridges im-aged by SAR［J］．IEEE Transactions on Geoscience and Re-mote 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三基色量子点的制备与白光的实现
第29卷第6期2010年12月红外与毫米波学报J .I nfrared M illi m .W avesV o.l 29,N o .6D ece m ber ,2010文章编号:1001-9014(2010)06-0427-04收稿日期:2009 11 24,修回日期:2010 05 26 R eceived da te :2009 11 24,revised da te :2010 05 26基金项目:国家重点基础研究发展计划(2010CB933700);上海市纳米专项(0752nm 016)作者简介:乐 阳(1983 ),男,湖北浠水人,博士研究生,研究方向为纳米材料合成与应用,E ma i :l b i onano @to m.co m.三基色量子点的制备与白光的实现乐 阳, 葛美英, 孙 艳, 陈 鑫, 戴 宁(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)摘要:采用化学溶液方法,以乙基黄原酸盐作为壳层前驱体,制备了红绿蓝三色发光的CdSe /ZnS 核壳量子点.以乙基黄原酸锌为前驱体形成ZnS 壳层包覆CdSe 核量子点,通过调节反应温度与反应气氛等条件获得了发绿光(542n m )及蓝光(483n m )的核壳量子点.以乙基黄原酸镉和乙基黄原酸锌分别作为壳层CdS 及ZnS 的前驱体制备了发红光(612n m )CdSe /CdS /ZnS 核/多壳结构量子点.紫外 可见吸收光谱、荧光光谱及透射电镜研究结果表明,通过条件调节,温度较低时(约230 )注入乙基黄原酸锌后量子点发光峰出现红移,而温度较高时(约260 )则发生蓝移.通过不同发光颜色的量子点的混合实现了三基色白光.关 键 词:硒化镉;半导体量子点;核壳纳米结构;白光LED 中图分类号:TN312+.8 文献标识码:APREPARATI ON OF TRI CHRO MATI C QUANTU M DOTS :SOURCE OF WHI TE LI GHTYUE Yang , GE M e i Y ing , SUN Yan , C HEN X i n , DA I N i n g(N a ti ona l L aboratory fo r Infrared Phys i cs ,Shangha i Instit u te of T echnica l Phy si csCh i nese A cade m y o f Sc i ences ,Shangha i 200083,Ch i na)Abstrac t :Based on chem ica l soluti on process m ethod ,red ,green ,and b l ue l u m i nescent CdSe /ZnS sem iconductor core /she ll quan t u m dots w ere successf u lly prepared by utili zing ethy l x anthates as precurso rs o f she ll laye rs .G reen l u m i nescent (542n m )and bl ue l u m i nescent (483n m )co re /shell quant um do ts w ere synthesi zed by capping t he CdSe core quant um dots w it h Z nS she ll l ayers from zi nc ethy l x anthate precurso rs and m anipulati ng reacti on te m pera t ure w ith t he presence o f ox ygen .The red co lor (612n m )CdSe /CdS /ZnS core /mu ltishelled quant um dots w ere prepa red by cappi ng o f CdS and ZnS she ll laye rs fro m cad m i u m ethylxan t hate and zi nc e t hy l xant hate precursors .R esults fro m UV v is abso rpti on spectra ,photo l um inescence spec tra and trans m i ssi on electron m i c roscopy (TE M )i nd i cated t hat the e m issi on red shifted if the Z nS cap p i ng o f CdSe do ts is processed at a lo w er temperature (about 230 ),w hil e b l ue shifted at a h i gher temperature (abou t 260 ).T richro m atic w hite li ght was ob tained v i a m ix i ng o f red ,green ,and b l ue lu m i nescent quantu m dots .K ey word s :CdSe ;sem iconductor quantu m dots ;core /she ll nano structure ;w hite LED引言作为第四代光源的新型固体冷光源,白光发光二极管(w hite li g ht e m itti n g d i o de ,W LED)具有低阈值电压、高亮度、低能耗、长寿命、结构紧凑、体积小、重量轻、响应快、无辐射、无污染以及多色发光等优点[1].最近十几年以来, !族半导体量子点如CdSe [2,3],具有发光波长几乎覆盖整个可见光波段、荧光峰的半峰宽较窄(一般在20~30nm 左右)、在包覆宽禁带的同族量子点如ZnS 或CdS 后,荧光效率可以提高到60%~80%,且抗荧光衰退能力有极大的提高等优点[4].此外, !族半导体溶胶量子点在器件制备方面更加灵活、价格低廉,使其成为量子点白光LED 器件的极佳备选材料[5].和传统的稀土离子白光LED 相比,三基色白光LED 的一个重要特点是平均演色指数较高.直到2006年,L i 等才首次利用发蓝光(490nm )、绿光(540n m )和红光(618n m )的CdSe /ZnS 核壳量子点制备了三基色白光LED [6].之后Anikeeva 等采用发蓝光的ZnCdS 合金量子点(440n m )、发绿光的ZnSe /CdSe /ZnS 量子红外与毫米波学报29卷点(540nm)、发红光的CdSe/ZnS量子点(620nm)[7],并改善工艺实现复合单层发光(m i x edm ono l a yer e m issi o n)获得了外量子效率更高的白光LED.然而,发蓝光的ZnCdS合金量子点和发绿光的ZnSe/CdSe/ZnS量子点的合成条件较为苛刻,操作复杂,成本较高.利用单源前驱体乙基黄原酸镉和乙基黄原酸锌作为包覆层CdS和ZnS的前驱体,乙基黄原酸盐的低温裂解特性以及单源前驱体有利于原料配比的控制从而减少杂质的引入.我们在之前的工作中已经成功合成发红光的CdSe/CdS/ZnS(612n m)核/多壳量子点[8].在制备包覆ZnS壳层的发绿光(542nm)的量子点基础上,相似条件下仅改变反应温度便可获得发蓝光(483nm)的量子点.三色量子点中发红光的CdSe/CdS/ZnS量子点的荧光效率约为50%,半峰全宽为30nm左右,而发蓝光及发绿光量子点的荧光效率大约为15%左右,半峰全宽为40~50nm,但所有量子点都具有极强抗荧光衰退能力.然后,通过三种不同发光颜色的量子点的按比例混合,成功实现了三基色光致白光.1 实验1.1 试剂与仪器试剂:氧化镉(CdO,99.5%)、硒粉(Se,99.99%)、三正辛基氧化磷(TOPO,90%)、双辛胺(DOA,98%)和油胺(o leya m i n e,70%)购自A ldrich化学试剂公司.十八碳烯(ODE,90%)、硫粉(S,99.999%)、二水合环己烷丁酸锌、十八胺(ODA,90%)购自Acros O rganics公司.三正丁基磷(TBP)购自东京化成(TC I)公司.硬脂酸钾、乙基黄原酸钾、氯化镉、氯化锌购自国药集团上海化学试剂公司.硬脂酸镉(Cd(SA)2)、硬脂酸锌(Zn(SA)2)、乙基黄原酸镉(Cd(ex)2)、乙基黄原酸锌(Zn(ex)2)均为自制.La m bda2S紫外可见分光光度计(Perk i n E l e m er I nc.)用于吸收光谱的测量,FS 1荧光分光光度计(I nstr um en ts Scinco)用于荧光光谱的测量,JE M 2010F透射电子显微镜(J EOL Inc.)用于观察样品形貌.1.2 实验操作CdSe核与发红光的CdSe/CdS/ZnS(612nm)核/多壳量子点的制备请见之前的报道[8].混合气氛下发蓝绿光量子点的制备,典型操作如下:取约5∀10-5mm o l C dSe的核样品(对应第一吸收峰约516nm,直径约2.5nm),注入装有4mL十八碳烯、2mL油胺的三口瓶中.通氩气5分钟后,关闭进气阀,将三口瓶加热到260 后,慢慢滴入含有0.01mm ol乙基黄原酸锌、0.03mm ol的二水合环己烷丁酸锌、0.5m L油胺、0.5m L油酸、1.5mL十八碳烯的ZnS包覆层前驱体溶液.退火30分钟,得到发蓝光的量子点.降低反应温度到230 ,在相同条件下,得到发光峰在542n m发绿光的CdSe/ZnS核壳结构量子点.将溶于氯仿中的发红光、绿光、蓝光的三色量子点按照摩尔比1:3:15的比率混合即可得到三基色量子点光致白光.2 结果与讨论将空气中稳定的乙基黄原酸镉和乙基黄原酸锌作为包覆层CdS和ZnS的前驱体,在非络合性溶剂ODE中成功地合成CdSe/CdS/ZnS核多壳量子点[8].发现CdSe/CdS/ZnS核多壳量子点在壳层包覆时,往往伴随着很快的发光红移.通常基于此过程能获得发光峰在560nm以上的量子点,文中用到的红光量子点就是有这种CdSe/CdS/ZnS核/多壳结构.通常,制备获得的CdSe量子点在高温含氧的气氛下,由于表面CdSe分子发生氧化反应在溶液中生成Cd2+与Se O2,使得量子点的有效半径减小,因而出现发光蓝移[9].如图1所示,A对应CdSe核;B对应升高温度后,注入ZnS前驱体前的CdSe样品;C、D、E分别对应在260 下,注入0.5mL,1.5mL及3.0mL的ZnS前驱体溶液的样品;F对应230 下,注入3.0mL的ZnS前驱体溶液的样品.制备CdSe 量子点及其核壳结构在温度230o C,有部分氧气存在时,CdSe量子点发光峰从534nm(图1中光谱A)蓝移到518n m(图1中光谱B).此时,再注入1.5mL 的ZnS壳层前驱体乙基黄原酸锌液溶液后,获得的荧光峰会红移到542n m.而在完全注入3.0mL的ZnS壳层前驱体溶液后所获得的量子点的荧光峰最终红移到约560nm(图1中光谱F).因此认为在较低的温度下,系统中残存的氧气对ZnS包覆过程产生的影响极小.然而,当我们在相似的过程中把反应温度提高到260 ,所产生的结果与230 时的情况相反.同样注入3.0m L的ZnS壳层的前驱体溶液,量子点样品的荧光峰在注入过程逐渐蓝移.随着注入乙基黄原酸锌前驱体溶液的增多,样品荧光峰蓝移越大;而在注入相同3.0mL的ZnS壳层前驱体液后,与E对应样品的荧光峰蓝移到483nm(如图1中4286期乐 阳等:三基色量子点的制备与白光的实现光谱D 到E 所示).透射电镜(TE M )(如图2所示)显示荧光峰在483n m 发蓝光的量子点尺寸约10nm #2nm,形状不是很规则.通常在氩气等惰性气体气氛下,同样的CdSe 量子点包覆5层ZnS 后,大小应该在5nm 到6nm 之间.显然在氧气存在的环境下,与图1的A 到B 对应的升温过程中,CdSe 量子点发生了氧化反应.CdSe 量子点在氧气存在条件下,温度较高时大部分量子点尺寸变小,甚至可能会有部分量子点完全降解,以游离Cd 2+离子,或以氧化物的形式存在.在较高温度下,加入含有油酸的ZnS 前驱体溶液后,与CdSe 量子点掺Zn 形成Cd x Zn 1-x Se 三元合金量子点类似[10,11],ZnS 前驱体溶液中含有的Zn 2+以扩散的方式进入氧化后变小的CdSe 量子点.因而注入的ZnS 前驱体溶液越多,扩散的Zn 2+越多,对应的图3 混合前后三色量子点荧光光谱及紫外灯下荧光图F i g .3 PL spectra and PL i m ages of tr ichrom atic quantu m do ts under UV l amp before and afte r blend量子点荧光峰波长越短,最后形成稳定的核里为CdSe 而核外为ZnS,组分渐进变化的核壳合金量子点[12].而在温度较低时,Zn 2+没有足够的能量扩散到CdSe 量子点内部,只能在表面外延生长,形成CdSe /ZnS 核壳结构量子点,对应的发光峰随着ZnS 壳层的包覆而发生红移.在获得发红光(612n m )、绿光(542nm )、蓝光(483n m )三基色的量子点后,按摩尔比1:3:15混合即可得到白光.在紫外灯(SB 100PC 高强紫外固化灯(Spectron i c s Cor poration))下,发红、绿、蓝三种颜色的荧光的量子点的荧光照片及混合后的白色混合液荧光照片如图3所示,上半部分是与荧光照片对应的量子点分立荧光光谱与混合后白光的荧光光谱,激发光波长设为365nm.从图3可以看出,以乙基黄原酸盐为前驱体合成的CdSe 基核/壳量子点,按照不同发光波长进行配比后,能成功地获得光致白光.结合其发光波长、制备简单且在器件构筑总对衬底的无选择性等特点将成为三基色白光LED 器件极佳的发光材料.3 结论提出了一种实现三基色白光的方法,以乙基黄原酸锌为前驱体,通过改变反应气氛及反应温度,实现了发蓝光与绿光量子点的合成.在有氧条件下,温度较高时(260 )CdSe 量子点与ZnS 前驱体形成四元合金而发蓝光,而在温度较低时(230 ),CdSe 量子点与ZnS 前驱体形成CdSe /ZnS 核壳量子点而发绿光.再加上红光CdSe /CdS /ZnS 核多壳量子点,即可作为极佳的发光材料用于三基色白光LED 的构筑.这种方法具有低成本、低毒性、原料稳定、操作简429红外与毫米波学报29卷单安全等优点,可用于大批量合成,为制备白光LED器件提供材料基础.REFERENCES[1]B ergh A,Craford G,D ugga l A,et al.T he pro m ise andcha llenge o f so li d state ligh ting[J].P hy sics T oday,2001, 54(12):42∃47.[2]A livisa tos A P.Sem i conductor c l usters,nanocrysta ls,andquantu m do ts[J].Science,1996,271(5251):933∃937. 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《红外与毫米波学报》征稿简则第一期
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320_256元InAs_GaS_省略_类超晶格中波红外双色焦平面探测器_白治中
第34卷第6期2015年12月红外与毫米波学报J．Infrared Millim．WavesVol．34，No．6December ，2015文章编号：1001－9014（2015）06－0716－05DOI ：10．11972/j．issn．1001－9014．2015．06．015收稿日期：2014-12-15，修回日期：2015-10-10Ｒeceived date ：2014-12-15，revised date ：2015-10-10基金项目：国家自然科学基金（61176082，1290302）Foundation items ：Supported by National Natural Science Foundation of China （61176082，1290302）作者简介（Biography ）：白治中（1984-），男，湖南益阳人，博士，助理研究员，主要从事InAs /GaSb II 类超晶格红外焦平面探测器研究．*通讯作者（Corresponding author ）：E-mail ：baizz@mail．sitp．ac．cn 320ˑ256元InAs /GaSb II 类超晶格中波红外双色焦平面探测器白治中*，徐志成，周易，姚华城，陈洪雷，陈建新，丁瑞军，何力（中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海200083）摘要：报道了320ˑ256元InAs /GaSb II 类超晶格红外双色焦平面阵列探测器的初步结果．探测器采用PN-NP 叠层双色外延结构，信号提取采用顺序读出方式．运用分子束外延技术在GaSb 衬底上生长超晶格材料，双波段红外吸收区的超晶格周期结构分别为7ML InAs /7ML GaSb 和10ML InAs /10ML GaSb．焦平面阵列像元中心距为30μm．在77K 时测试，器件双色波段的50%响应截止波长分别为4．2μm 和5．5μm ，其中N-on-P 器件平均峰值探测率达到6．0ˑ1010cmHz 1/2W －1，盲元率为8．6%；P-on-N 器件平均峰值探测率达到2．3ˑ109cmHz 1/2W －1，盲元率为9．8%．红外焦平面偏压调节成像测试得到较为清晰的双波段成像．关键词：InAs /GaSb ；超晶格；双色；焦平面中图分类号：TN304．2，TN305文献标识码：A320ˑ256dual-color mid-wavelength infrared InAs /GaSbsuperlattice focal plane arraysBAI Zhi-Zhong *，XU Zhi-Cheng ，ZHOU Yi ，YAO Hua-Cheng ，CHEN Hong-Lei ，CHEN Jian-Xin ，DING Ｒui-Jun ，HE Li（Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors ，Shanghai Institute of Technical Physics ，Chinese Academy of Sciences ，Shanghai 200083，China ）Abstract ：In this paper ，we report research results of 256ˑ256dual-color mid-wavelength infrared InAs /GaSb superlattice focal plane arrays．The detector structure is PN-NP epitaxial multilayer and thesignal is read out by sequential mode．The superlattice structure was grown on GaSb substrate using molecular beam epitaxy （MBE ）technology．The respective structure of each absorption region are 7ML （InAs ）/7ML （GaSb ）and 10ML （InAs ）/10ML （GaSb ）．The pixel center distance of the de-tector is 30μm．At 77K measurement ，the detector has 50%cut-off wavelength of 4．2μm and 5．5μm respectively ；The N-on-P detector has a peak detectivity of 6．0ˑ1010cmHz 1/2W －1and dead pixels rate of 8．6%；The P-on-N detector has a peak detectivity of 2．3ˑ109cmHz 1/2W －1and dead pixelsrate of 9．8%．Infrared images of both wavebands have been taken using infrared imaging test by adjus-ting devices voltage bias．Key words ：InAs /GaSb ，superlattice ，double-color ，focal plane array PACS ：78．30．Fs引言InAs /GaSb II 类超晶格是一种新型的红外探测材料．InAs /GaSb 材料体系具有特殊的能带排列结构：InAs 材料的禁带宽度小于InAs /GaSb 的价带偏离，因此InAs 的导带底在GaSb 的价带顶之下，构成6期白治中等：320ˑ256元InAs/GaSb II类超晶格中波红外双色焦平面探测器II类超晶格．其电子束缚在InAs层中，而空穴限制在GaSb层中．其有效禁带宽度为电子微带到重空穴子带的能量差．InAs/GaSb II类超晶格具有以下几个优点：（1）II类超晶格材料体系的响应波长可覆盖3-30μm的宽广光谱范围；（2）超晶格材料探测波长的调节是通过改变超晶格材料的层厚来实现的，十分有利于双色或多色材料的制备．特别是超晶格红外技术基于III-V化合物半导体，采用分子束外延技术可一次直接生长出完整的双色或多色探测器结构，十分有利于提高双色或多色探测器的性能；（3）InAs/GaSb II类超晶格材料的电子有效质量大，降低了隧穿电流，可以获得高的探测率．同时，II 类超晶格可以对垂直入射的光有强烈的吸收，因此有较高的响应率［1］．由于其优异的红外探测性能，InAs/GaSb II类超晶格受到了广泛的关注，近年来在国际上发展极为迅速［2-6］．美国加州大学在1996年第一个报道I-nAs/GaSb超晶格单元探测器．在78K温度下，响应波长达到10．6μm，8．8μm波长时，探测率达到1ˑ1010cmHz1/2/W［7］．2003年美国西北大学报道了第一个II类超晶格焦平面探测器［8］．此外，德国的Fraunhofer研究所、美国的雷神公司、JPL实验室和新墨西哥大学在InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面研究方面也取得了一系列进展［9-15］．近年来II类超晶格双色红外焦平面研究很受重视．但是由于双色超晶格焦平面的技术难度大，仅德国弗朗霍夫固态电子研究所和美国西北大学先后研制了双色超晶格焦平面［16-17］．弗朗霍夫固态电子研究所2012年报道了规模为288ˑ384的双色超晶格焦平面探测器，“蓝带”（3 4μm）波段噪声等效温差为9．9mK，“红带”为14．3mK．2011年美国西北大学报道了规格为320ˑ256的长波（13μm）/长波（9．5μm）双色超晶格焦平面，噪声等效温差在两个波段均为约20mK．2012西北大学研制出了规格为320ˑ256的中长波双色超晶格焦平面，噪声等效温差分别达到10mK（响应截止波长5μm）和30mK（响应截止波长11μm）．近年来国内在InAs/ GaSb II类超晶格中长波器件、以及双色红外探测器件方面开展了相关的研究，双色单元器件研究取得了重要的进展［18-20］．本文报道了320ˑ256规模的InAs/GaSb II类超晶格中波/中波双色红外焦平面探测器．该器件采用PN-NP的叠层双色外延结构，信号提取采用偏压调节顺序读出工作模式．双色工作波段分别为3 4．2μm（N-on-P）和4．2 5．5μm（P-on-N）．在77K 温度下，N-on-P器件平均峰值探测率达到6．0ˑ1010 cmHz1/2W－1，盲元率为8．6%，P-on-N器件平均峰值探测率达到2．3ˑ109cmHz1/2W－1，盲元率为9．8%．并且通过调节器件偏压成功实现了两个工作波段的演示性成像．据文献查询，这是我国首次报道超晶格红外双色焦平面器件．1实验InAs/GaSb II类超晶格材料的生长采用固态源分子束外延技术．实验采用（100）GaSb衬底，衬底表面的脱氧过程和外延过程由在线反射式高能电子衍射（ＲHEED）监控．探测器采用PN-NP叠层双色外延结构，其中N-on-P器件（蓝带）的吸收区结构为7ML InAs/7ML GaSb；P-on-N器件（红带）的吸收区结构为10ML InAs/10ML GaSb．N区和P区的掺杂浓度均为1ˑ1018cm－3．器件材料MBE生长过程参见前期工作［20］．焦平面规模为320ˑ256，采用台面结构，像元中心距为30μm．像元与公共电极台面形成采用电感耦合等离子体（ICP）干法刻蚀技术获得，化学气相沉积技术（CVD）生长300nm厚的SiNx薄膜作为钝化层，ICP刻蚀形成电极孔，电子束蒸发TiPtAu合金制备欧姆接触电极，在电极表面生长铟柱．器件经背面机械减薄、切割、与响应匹配电路（ＲOIC）倒焊互连后形成基本结构如图1所示的双色焦平面探测器件．最后将器件封装于杜瓦中，并在77K温度下对器件进行光学和电学性能测试．图1超晶格双色红外探测器件结构示意图Fig．1Structure of dual-color superlattice infrareddetectors．2结果与讨论采用高分辨X射线衍射仪测试分析InAs/GaSb717红外与毫米波学报34卷超晶格双色探测器结构的晶格质量和周期厚度．图2是（004）晶面X 射线ω/2θ摇摆曲线图，中间的主峰及其肩部分别为GaSb 衬底衍射峰和超晶格外延层零级衍射峰．从图中可以看出有两组衍射峰，其中峰强较强且相互间隔较近的一组衍射峰为10ML I-nAs /10ML GaSb 超晶格结构的衍射峰，而其中峰强较弱且相互间隔较远的一组衍射峰为7ML InAs /7ML GaSb 超晶格结构的衍射峰．这是由于在进行XＲD 测试的时候10ML InAs /10ML GaSb 结构处于7ML InAs /7ML GaSb 结构的上部，因此得到的衍射峰强度较大；且周期厚度较大，因而其各级衍射峰之间间距也较小．从图中可以看出各级衍射峰尖锐且半高宽较窄，其中10ML InAs /10ML GaSb 结构和7ML InAs /7ML GaSb 结构的－1级衍射峰的FWHM值分别为0．011o 和0．009o，显示了材料的晶格质量完整性．超晶格X 射线衍射卫星峰位置满足公式：L =λ/（2Δθ·cos θ），（1）其中，L 为超晶格周期厚度，λ为X 射线入射波长，Δθ为相邻卫星峰的角间距，θ为超晶格外延材料的布拉格角．根据卫星峰位置公式，可以分别计算出超晶格材料零级峰的位置和周期厚度，分别为4．6nm （7ML InAs /7ML GaSb ）和6．8nm （10ML InAs /10ML GaSb ）．超晶格探测器的周期结构与设计相吻合．图2超晶格PN-NP 结构双色材料的X 射线ω/2θ摇摆曲线Fig．2XＲD ω-2θscan of InAs /GaSb dual-color superlat-tice samples图3为77K 温度下超晶格红外双色器件的I -V 和Ｒ-V 曲线图．从图中可以看出，当对器件施加反向偏压时，N-on-P 器件处于反向工作状态，而P-on-N 器件处于正向导通状态．暗电流和结阻抗主要呈现N-on-P 器件的特性．当反向偏压为－0．05V 时，器件暗电流为4．1ˑ10－11A ，器件的零偏结阻抗为2ˑ1010Ω，值得注意的是暗电流值并不随着反偏电压的增大而产生较大的变化．当对器件施加正向偏压时，P-on-N 器件处于反向工作状态，而N-on-P 器件处于正向导通状态．器件的暗电流和结阻抗特性主要呈现P-on-N 器件的电学特性．器件暗电流随着偏压的增大提升明显，从0．1V 的4．1ˑ10－11A 提升到了0．3V 的9．8ˑ10－9A ；同时器件的结阻抗随之下降明显，从0．1V 的1．5ˑ109Ω下降到了0．3V 的7．5ˑ106Ω．因此，可以看到超晶格双色器件中，P-on-N 器件的反向电学特性明显不如N-on-P 器件．其中的原因有待后续深入的研究．如何获得高质量的较长波段P-on-N 器件是获得高性能双色超晶格焦平面器件的一大关键．图3双色超晶格器件的I -V 和Ｒ-V 曲线图（光敏元尺寸为27μm ˑ27μm ）Fig．3The dark current and dynamic resistance-area productas a function of the applied bias．The photodiode had an area of 27μm ˑ27μm器件光谱测试过程中利用前置放大器将偏压加在器件的两端，通过调节前置放大器中电压的偏置，来实现器件工作偏压的调节．本研究双色器件中两个背靠背PN 结均为反偏工作器件，通过调节器件整体的工作偏压，分别实现其中一个器件反偏而同时另一个器件正偏导通，从而实现器件的双波段探测．图4为双色超晶格器件在不同偏压下的光电流响应谱曲线图．从图中可以看出，当器件处于零偏状态时，器件的光谱50%响应截止波长为4．2μm ，器件在“蓝光”波段工作．随着偏压的增加光谱变化并不明显．当偏压提升到0．06V 的时，在4．2μm 到5．8μm 的“红光”波段出现了少量的响应．说明0.06V 的偏压使得P-on-N 器件开始反偏工作．随着偏压的增加，“红光”波段的响应随之增大，而“蓝光”波段响应随之降低．当偏压为0．08V 时两个波8176期白治中等：320ˑ256元InAs /GaSb II 类超晶格中波红外双色焦平面探测器段的响应强度基本持平；当偏压为0．1V 时“红光”波段响应强度开始超过“蓝光”波段；当偏压为0．12V 时“红光”波段响应强度进一步增强，此时器件的50%响应截止波长为5．5μm ，而“蓝光”波段响应强度则进一步降低．从图中可以看出，当“红光”波段器件反向工作时，“蓝光”波段的响应并没有完全消除．经分析由于N-on-P 器件的吸收区只有400周期的超晶格，没有将“蓝光”波段信号全部吸收，双色器件存在部分的光谱串音．当进一步增加偏压达到0．14V 时，器件光谱测试开始出现饱和状态．从图中可以看出该器件存在的主要问题是器件的串音现象．首先，由于N-on-P 器件的吸收区的吸收不充分，导致部分光子穿过短波吸收区而到达长波吸收区，从而产生了串音；其次，两个波段器件的截止波长器件相差较小，两个器件工作波段存在交叠，也给器件带来了部分串音．为此在接下来的工作主要从这两方面抑制串音入手：增加短波吸收区厚度，同时优化双波段器件超晶格结构实现双波段吸收区的分离，从而达到抑制串音的效果．图4双色超晶格器件在不同偏压下的光电流响应谱Fig．4The current responsivity spectrum of the dual-colorsuperlattice detectors with different bias图5为双色超晶格焦平面器件双波段成像演示图．图5（a ）为N-on-P 器件在0偏压处3 4．2μm 波段的“蓝光”成像，5（b ）P-on-N 器件在0．1V 偏压处4．2 5．5μm 波段的“红光”成像．从图中可以清晰地分辨出人脸、手、水杯、头发等图像特征，成像效果较为清晰．其中N-on-P 器件的平均峰值探测率达到6.0ˑ1010cmHz 1/2W －1，盲元率为8．6%．P-on-N 器件平均峰值探测率达到2．3ˑ109cmHz 1/2W －1，盲元率为9．8%．在两个波段器件盲元主要为电频盲元，而并非死像元，带来这些盲元的主要原因是器件的响应不均匀性．从器件的成像演示图和焦平面测试数据可知该红外焦平面探测器具有正常的双波段光电性能，具备一定的双色探测能力．同时，由于两个波段器件的截止波长器件相差很小，器件存在一定的串音，因此从焦平面器件成像中难以实现光谱特征的观察．今后的工作将通过对材料生长及器件工艺的优化，降低焦平面器件的噪音、光谱串音和盲元率，提高均匀性等性能．图5双色超晶格焦平面器件双波段成像演示图（a ）为N on P 器件“蓝”光波段成像，（b ）为P on N 器件“红”光波段成像Fig．5Infrared images of dual-color mid-wavelength infra-red InAs /GaSb superlattice focal plane arrays （a ）shows the “blue ”band image ，（b ）shows the “red ”band image3结论报道了基于超晶格结构的叠层双色顺序读出焦平面器件．采用分子束外延技术成功生长出了PN-NP 结构的超晶格双色焦平面外延材料．双波段红外吸收区的周期结构分别为7ML InAs /7ML GaSb 和10ML InAs /10ML GaSb．通过ICP 干法刻蚀，CVD 钝化和电子束蒸发等工艺，研制出了像元中心距为30μm ，规模为320ˑ256的红外双色超晶格焦平面阵列．在77K 温度下，探测器的响应光谱曲线中可以看到随着偏压的变化器件实现了双色探测功能，50%截止波长分别为4．2μm 和5．5μm ；该双色焦平面器件中，N-on-P 器件平均峰值探测率达到6.0ˑ1010cmHz 1/2W －1，盲元率为8．6%，P-on-N 器件的平均峰值探测率达到2．3ˑ109cmHz 1/2W －1，盲元率为9．8%．焦平面器件在两个工作波段均能正常工作，分别拍摄了较为清晰的双色成像．致谢本工作得到了马伟平、杨勇斌、吴廷琪、朱建妹、吴云、何忞、曹菊英、王建新等同志的支持，作者在此表示衷心的感谢．917红外与毫米波学报34卷Ｒeferences［1］Ｒogalski A．Material consideration for third generation infra-red photon detectors［J］．Infrared Physics and Technology，2007，50：240－252．［2］Golding T D，Shih H D，Zborowski J T，et al．Investigation of molecular-beam epitaxially grown InAs/（In，Ga）Sb strained‐layer superlattices［J］．Journal of Vacuum Sci-ence＆Technology B，1992，10（2）：880－884．［3］Zborowski J T，Fan W C，Golding T D，et al．Epitaxial and interface properties of InAs/InGaSb multilayered structures ［J］．Journal of applied physics，1992，71（12）：5908－5912．［4］FeenstraＲM，Collins D A，Ting D Z Y，et al．Interface roughness and asymmetry in InAs/GaSb superlattices stud-ied by scanning tunneling microscopy［J］．Physical review letters，1994，72：2749－2752．［5］Walther M，Schmitz J，ＲehmＲ，et al．Growth of InAs/ GaSb short-period superlattices for high-resolution mid-wavelength infrared focal plane array detectors［J］．Journal of Crystal 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［ ］ ａｇ ＩＣ ｕ —ａ，ＬＵ ＹｎＮａ ，ｅ ａ．Ｓｕ ｙｏ ２ ＷＵ Ｇ ｎ ，Ｌ ｈ ｎＬ ｉ Ｉ ｉ—ｉｎ ｔ １ ｔｄ ｎ
ｈ ｇ ｅ ｏｕ ｉｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｍｅ ｎ ｕ ｅ ｎ ｄ ｌ ｎｐ ｌｅ ｉｈ ｒ ｓ ｌ ｔ ｍｅ ｉ ｅ ｖ ｌ ａ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｏ ｉ ｎ ｍｏ ｕｅ ｉ ｕ ｓ ｄ
ｌｓｒ ａｇｎ ｓ ｍ［ ］ ａｅ ｎｉｇｓ ｔ Ｊ ． Ｉ ａｅ ｌｍ ａｅ（ ｒ ｙｅ ｎ ｒ ｒ ｆ ｄＭｉｉ．Ｗ ｖ 吴刚 ， ｌ ｓ 李春来 ， 刘银年 ， 脉 冲激光测距 系统 中高精 度时 间间 等． 隔 测 量 模块 的 研 究 ． 外 与 毫 米 波 学 报 ）２ ０ ，６ ３ ： 红 ，０ ７ ２ （ ）
红 外 与 毫 米 波 学 报
２１ — － ７． ３ ２１
２ ７卷
４ 结语
文 章研 制 的时 问间隔测 量 系统 已成功 应用 于光 子计 数成 像激 光 雷达 样 机 中 ， 得 了较 好 的性 能 评 获 价 ， 到 了设计 要 求． 系统 对光 子计数 这 种新 型探 达 该 测体 制 的后续 研究 ， 提供 了有益 的支持 ， 有重要 的 具
实 际意 义．
ＲＥＦＥＲＥＮＣＥＳ
［ ］ Ｕ Ｎ Ｆ － ｏ ｇ ＷＡ ＧＣ ｕｎ ， Ｉ ＮＷｅ Ｚ ｏ ｇ ｅ ａ． ３ Ｇ Ａ ｕＨ ｎ ， Ｎ ｈ ａｇ ＴＡ ｉ ｈ ｎ ， ｔ １ — Ｄ ｖｌ ｍ ｎ ｏ ＭＭＩ ｉ ｃ ｄｔ ｔ ｎｒｃｉ ｒ［ ］ ｅｅ ｐ ｅｔ ｆ ｏ Ｃｄｒ ｔ ｅ ｃ ｏ ｅ ｅｓＪ ． ｅ ｅ ｉ ｅ ｖ － ｒ ｒ Ｍｉｉ ．Ｗ ｖｓ 关福 宏 ， 闯， ｆａｅ ｌｍ ｄ ｌ ａｅ（ 王 田为 中， 直 接检 等． 波式毫米 波接收机 研制． 外与 毫米 波学 报 ） ２０ ，６ 红 ，０ ７ ２
［ ］ ， ｎ ａｅ ｌｍ．Ｗａｅ （ Ｊ ．． ｆ ｒ Ｍｉｉ ．Ｉ ｒ ｄ ｌ ｖｓ 陈育 伟 ， 张立 ， 以华 ， 胡 等． 对地观测激光成 像 的回波 阵列探 测技 术． 红外 与 毫 米 波 学 报 ） ２０ ２ （ ） ｌ９ １１ ，０４，３ ３ ：６ — ７ ． ［ ］ ｉ ｕ ， Ａ ＧＫ ｎ－ ｉ Ｓ ｏｇ ｅ ａ．Ｓｕ ｄｎ ５ ＨＵＹ — ａ Ｆ Ｎ ａｇＭｅ， ＨＵＲ ｎ ， ｔ １ ｏ ｎ ｉ Ｈ ｇ ｅ ｅｔ ｆａｅ ｓａｎ ｇｉａｉｇｉ ｅｒ ｂｅ ａｉ ． ｆ ｃ ｏ ｓｒ ｃｎ ｉ ｇｎ ａ ｈｏｓｒ ｔ ｎ ＪＩ ， ｌ ｎ ｍ ｎ ｔ ｖ ｏｌ ． ． Ｉ ｒｒｄＭｉｉ ．Ｗ ｖ （ 以华 ， ｎ ａｅ ｌｍ ａｅ 胡 ｆ ｌ ｓ 方抗美 ， 舒嵘 ， 对地观 等． 测 激光 扫描 成像 探测 效 果研 究． 外与 毫米 波 学报 ） 红 ， ２ ０ ，０ ５ ：３—＿ ９ ０ １２ （ ）３ ５ ３ ． ３ ［ ］ Ａ Ｇ Ｃ ｅｇＷｅ，Ｃ Ｅ ｉ —ｏ ｇ Ｉ ａ ，ｅ ａ． ６ Ｙ Ｎ ｈｎ— ｉ Ｈ Ｎ Ｑ ａ Ｓｎ ，ＬＮ Ｙ ｎ ｔ １ ｎ Ｍ ａｕｅ ｅｔ ｎ ｔ ｅｉｔ ｖｌｉ ｐ ｌ ｄｌｓｒｒｎ ｎ ｎ ｅｓｒｍ ｎ ｏ ｉ － ｅ ａ ｎ ｕｓ ａｅ ａ ｇ ｇ ａｄ ｍ ｎｒ ｅ ｉ ｅ ｏ ｎｌｓ ［ ］ Ｉ ａ ｄａ ｄＬ ｓ ｎ ｉ ｅｉ （ ｒ ｒ ａｙｉ Ｊ ． ｎ ￣ ｎ ａｅ Ｅ ｇｎ ｒ ｇ 杨成伟 ， ｒ ａ ｓ ｒ ｆ ｒ ｅ ｎ 陈千颂 ， 林彦 ， 脉 冲激光测距 时间间隔测量 及误差分 等． 析 ． 外 与 激 光 工程 ）２ ０ ，２ ２ ：２ — １６ 红 ，０ ３３ （ ） １３ ２ ．
（ ） １５ １８ ２ ：２ — ２ ．
［ ］ Ｈ Ｎ Ｙ — ｉ Ｚ Ａ Ｇ Ｌ ， Ｕ Ｙ ・ ｕ ， ｔ １ ｒ ｙｄ－ ４ Ｃ Ｅ ｕＷｅ， Ｈ Ｎ ｉ Ｈ ｉ ａ ｅ ａ．Ａｒ ｅ Ｈ ａ
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２０ 《 外 与毫 米波 学报 》 订 启事 ０ ９年 红 征
《 红外与毫米波学报》 着重反映红外与毫米波领域 的新概念 、 新成果 、 新进展 ， 是中国与国际红外与毫米
波学术 界交 流最 新研究 成果 的平 台． 其宗 旨是努 力做 到发 扬科 学 民主 、 提倡学 术讨 论 、 活跃学 术思 想 、 进 国 促 内外 同行 间的学 术交 流 、 进红 外 与毫米 波科 学技术 的不 断发 展 ． 促 《 红外 与毫米 波学 报》 主要 报道红 外 与 毫米 波 领 域 的最 新 研究 成 果 和技 术 进 展 ， 登在 红 外 物理 、 聚 刊 凝 态 光学 性质 、 能激 发过 程 、 低 飞秒 光谱 学 、 非线性 光学 、 外光 电子 学 、 外与 毫米 波领域 的元 器件 、 红 红 系统 及应 用 、 能信 息和 人工 神经 网络 等方 面有创 新 的研究论 文 、 究简 报 ． 智 研 读者 对 象 为 国 内外 红外 与 毫 米波 领 域 的 科 研人 员 、 工程 技术 人员 及高 等院 校师生 、 研究 生等 ．