Infrapunailmaisimilla on keskeinen rooli sotilaallisessa tiedustelussa, kaukokartoituksessa, viestinnässä, tarkkuusohjauksessa, ilmailu- ja avaruusalalla ja muilla aloilla, ja ne ovat saaneet pitkäaikaista huomiota maailman maista, joilla on merkittävää tutkimusarvoa ja sovellusnäkymiä. Mikronanorakenteen ja perinteisen puolijohdeilmaisimen integrointi voi tehokkaasti parantaa fotonikytkentätehokkuutta ja vastaavaa optista reittiä, rikkoa perinteisten irtomateriaalien absorptiorajan, parantaa optoelektronisten laitteiden kvanttitehokkuutta ja vähentää laitteen tummaa virtaa, joka on lupaava ehdokas korkean suorituskyvyn infrapunailmaisimille. Tutkimus tarjoaa uusia teknisiä keinoja. Korkean hyötysuhteen optisen kytkennän ja aallonpituuden optisen kentän paikallisten vaikutusten käyttöönotosta mikronanorakenteiden avulla yhdistettynä perinteisten puolijohdelaitteiden energiatason optimointiin ja muihin ohjausmenetelmiin ilmaisimien yleisen suorituskyvyn parantamiseksi on tullut aktiivinen ja lupaava infrapunailmaisimien kenttä. tutkimussuuntaan.
Memes Consultingin mukaan äskettäin tutkija Shi Haofein tutkimusryhmä Chongqing Institute of Green Intelligent Technologyn Micro-Nano Manufacturing and System Integration Centeristä julkaisi äskettäin "Micro-Nano Structure Enhanced Infrared Detector" -lehdessä "Infrared and Laser Engineering". Katsausartikkeli aiheesta "Tutkimuksen edistyminen". Tutkija Shi Haofei on pääasiassa mukana grafeenimateriaalin valmistuksen, mikronanokäsittelytekniikan, infrapunan havaitsemislaitteiden ja niin edelleen tutkimuksessa.
Tässä tutkimuksessa on yhteenveto tutkimuksesta, joka koskee erilaisia mikronanorakenteita parantavia infrapunailmaisimia viime vuosina. Ensinnäkin otetaan käyttöön mikronanorakenteella varustetun parannetun infrapunailmaisimen perusperiaate, ja luokittelu ja vertailu tehdään mikronanorakenteen eri materiaalien ja toimintojen mukaan. Mikronanorakenteen tutkimuskehitys infrapunailmaisimissa on paljastettu; Lopuksi mikronanorakenteeseen perustuvien parannettujen infrapunailmaisimien kehityssuuntaus on tiivistetty ja ennustettu.
Piipohjainen infrapunailmaisin microhole array -rakenteella
Infrapunailmaisimien alalla mikro-nanorakennetta käytetään fotonien kytkentätehokkuuden ja imeytymisnopeuden parantamiseen, ja säilyttäen laitteen optisen vasteen laitteen absorptiokerroksen paksuus ja tilavuus vähenevät, mikä vähentää laitteen tummaa virtaa ja parantaa laitteen havaitsemisnopeutta. Tällä hetkellä infrapunailmaisimien tutkimuksessa käytettäviä mikronanorakenteita ovat pääasiassa: keskikokoiset mikronanorakenteet, pintametallityyppiset mikronanorakenteet ja kolmiulotteiset plasmoniset ontelotyyppiset mikronanorakenteet. Tämä on infrapunailmaisimien suorituskyvyn parantaminen mikrorakenteella, joka heijastuu ensin heikennyksenestovaikutukseen tiettyyn tapahtumaspektriin tai laaja-alaiseen kaistaan. Detektorin valon absorptionopeuden huomattava kasvu tarkoittaa, että voidaan käyttää ohuempia absorptiokerrosmateriaaleja, ja mikronanorakenne itsessään voi tehokkaasti vähentää laitteen valoherkän yksikön tilavuutta, mikä vähentää merkittävästi materiaalin tilavuuteen liittyvää laitteen sisäistä tummaa virtaa. , jotta voidaan edelleen parantaa infrapuna-ilmaisimien havaitsemisnopeutta ja kattavaa suorituskykyä.
Mikronanorakenteiden käyttö infrapunailmaisimien valosähköisten ominaisuuksien ja sen mekanismitutkimuksen moniulotteisen säätelyn aikaansaamiseksi on nykyisen infrapunailmaisimen tutkimuksen raja, ja se on myös tärkeä suunta uuden sukupolven infrapunailmaisimien kehittämiselle tulevaisuudessa. Mikronanorakenteen infrapunatunnistuslaitteilla on edelleen vaikeuksia ja haasteita, kuten prosessien yhteensopivuus, kumouksellinen suorituskyky ja itse mukautuva kyky parantaa. Mikronanorakenteeseen paranneltujen infrapunatunnistuslaitteiden on tulevaisuudessa keskityttävä seuraaviin tutkimussuuntiin: 1) CMOS-yhteensopiva mikrorakenteiden tunnistuslaiterakenteen suunnittelumenetelmä ja käsittelytekniikka; (2) Samalla sillä on laajakaista, suuri herkkyys ja alhainen melu. Mikronanorakenteen infrapunatunnistustekniikka, jolla on kattavat ominaisuudet, kuten suuri vastenopeus ja suuri vastenopeus; (3) Mukautuvat laitteet, joilla on dynaamiset ohjausominaisuudet, kuten vastespektri. Uusien materiaalien, uusien rakenteiden ja uusien ilmaisinmekanismien perusteellisen tutkimuksen ja järjestelmän integrointiteknologian jatkuvan edistymisen avulla mikronanorakenteeseen parannetut infrapunailmaisimet osoittavat suurta käyttöpotentiaalia, mikä tarjoaa korkean integroinnin, korkean suorituskyvyn ja edulliset infrapunatunnistusjärjestelmät tarjoavat uusia ratkaisuja.
Tämän artikkelin ensimmäinen kirjoittaja on Zhu Peng, apulaistutkija Center for Micro-Nano Manufacturing and System Integrationissa, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Kiinan tiedeakatemiassa. Hän harjoittaa pääasiassa mikronano-optisten laitteiden tutkimusta, kaksiulotteisten materiaalien valmistusta ja uusien infrapunatunnistuslaitteiden kehittämistä.
GMKJ Technology on syvästi sitoutunut terveisiin ja älykkäisiin valonlähteisiin, tarjoten markkinoille täyden valikoiman UVA UVB UVC LED-, infrapuna-IR LED VCSEL -tuotteita ja ratkaisuja. Sillä on satoja laadukkaita kumppaneita kotimaisilla ja ulkomaisilla markkinoilla, jotka yhdessä edistävät kevyen teknologian käyttöä terveellisen ja älykkään elämän luomiseksi.
