تلعب أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء دورًا رئيسيًا في الاستطلاع العسكري والاستشعار عن بُعد والاتصالات والتوجيه الدقيق والفضاء وغيرها من المجالات ، وقد حظيت - باهتمام طويل الأمد من البلدان حول العالم ، مع قيمة بحثية مهمة وآفاق تطبيق. يمكن أن يؤدي تكامل - الهيكل النانوي الصغير وكاشف أشباه الموصلات التقليدي إلى تحسين كفاءة اقتران الفوتون والمسار البصري المكافئ بشكل فعال ، واختراق حد الامتصاص للمواد السائبة التقليدية ، وتحسين الكفاءة الكمية للأجهزة الإلكترونية الضوئية وتقليل التيار المظلم لـ الجهاز ، الذي يُعد مرشحًا واعدًا لأجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء عالية الأداء -. يوفر البحث وسائل تقنية جديدة. إدخال - اقتران بصري عالي الكفاءة وتأثيرات محلية للمجال البصري بطول موجة فرعي - باستخدام بنى نانوية - صغيرة ، جنبًا إلى جنب مع تحسين مستوى الطاقة لأجهزة أشباه الموصلات التقليدية وطرق التحكم الأخرى لتحسين الأداء العام للكاشفات ، أصبح مجالًا نشطًا وواعدًا لكاشفات الأشعة تحت الحمراء. اتجاه البحث.
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.
تلخص هذه الدراسة البحث الذي تم إجراؤه على أنواع مختلفة من كاشفات الأشعة تحت الحمراء المحسّنة - للبنية النانوية - في السنوات الأخيرة. أولاً ، تم تقديم المبدأ الأساسي للكاشف المحسن بالأشعة تحت الحمراء مع بنية نانوية - دقيقة ، ويتم التصنيف والمقارنة وفقًا للمواد والوظائف المختلفة للبنية النانوية - الدقيقة. تم شرح التقدم البحثي لهيكل النانو الصغير - في كاشفات الأشعة تحت الحمراء. أخيرًا ، تم تلخيص وتوقع اتجاه تطوير أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء المحسّنة استنادًا إلى بنية نانوية - دقيقة.
كاشف الأشعة تحت الحمراء المعتمد على السيليكون - مع بنية مصفوفة Microhole
في مجال كاشفات الأشعة تحت الحمراء ، تُستخدم - بنية النانو الدقيقة لتحسين كفاءة الاقتران ومعدل امتصاص الفوتونات ، مع الحفاظ على الاستجابة البصرية للجهاز ، وسمك وحجم طبقة الامتصاص بالجهاز يتم تقليلها ، وبالتالي تقليل التيار المظلم للجهاز وتحسين معدل الكشف عن الجهاز. في الوقت الحالي ، تشتمل الهياكل النانوية - الدقيقة المستخدمة في البحث عن أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء بشكل أساسي على: الهياكل النانوية المتوسطة - النوع - والمعدن السطحي - النوع الصغير {{5 }} الهياكل النانوية ، وتركيبات النانو - ثلاثية الأبعاد - المجهرية {8}}. هذا هو تحسين أداء كاشفات الأشعة تحت الحمراء بواسطة البنية المجهرية ، والتي تنعكس أولاً في التأثير المضاد للانعكاس على طيف حادث معين أو نطاق واسع من الطيف. تعني الزيادة الكبيرة في معدل امتصاص الضوء للكاشف أنه يمكن استخدام مواد طبقة امتصاص أرق ، ويمكن للبنية النانوية الصغيرة - أن تقلل بشكل فعال من حجم وحدة الحساسية للضوء بالجهاز ، مما يجعل الظلام الداخلي الحالي للجهاز المتعلق بحجم المواد انخفاضًا كبيرًا. ، وذلك لزيادة تحسين معدل الكشف والأداء الشامل لكاشفات الأشعة تحت الحمراء.
يعد استخدام الهياكل النانوية - الدقيقة لتحقيق - تنظيم متعدد الأبعاد للخصائص الكهروضوئية لكاشفات الأشعة تحت الحمراء وأبحاث الآلية الخاصة بها هو مقدمة أبحاث كاشفات الأشعة تحت الحمراء الحالية ، كما أنه يمثل أيضًا اتجاهًا مهمًا بالنسبة إلى تطوير جيل جديد من أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء في المستقبل. لا تزال أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء ذات البنية النانوية - الدقيقة تواجه صعوبات وتحديات مثل توافق العمليات والأداء التخريبي والقدرة - الذاتية على التكيف. تحتاج أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء المحسّنة - الدقيقة - إلى التركيز على اتجاهات البحث التالية في التطوير المستقبلي: (1) CMOS - أسلوب تصميم هيكل جهاز الكشف عن البنية المجهرية المتوافق وتقنية المعالجة ؛ (2) في نفس الوقت ، لديها نطاق عريض وحساسية عالية وضجيج منخفض. تقنية اكتشاف الأشعة تحت الحمراء ذات البنية النانوية الدقيقة - مع خصائص شاملة مثل سرعة الاستجابة العالية وسرعة الاستجابة العالية ؛ (3) أجهزة تكيفية ذات قدرات تحكم ديناميكية مثل طيف الاستجابة. من خلال - الدراسة المتعمقة للمواد الجديدة والهياكل الجديدة والآليات الجديدة لأجهزة الكشف في المستقبل والتقدم المستمر لتقنية تكامل النظام ، تم تحسين - البنية النانوية - للأشعة تحت الحمراء ستُظهر أجهزة الكشف إمكانات كبيرة للتطبيق ، مما يوفر تكاملًا عاليًا وأداءًا عاليًا وأنظمة الكشف بالأشعة تحت الحمراء منخفضة التكلفة - تقدم حلولًا جديدة.
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.
