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7 ?4 \+ m- l& S+ Q# X) U<title>评述了软X射线光学多层膜的结构设计</title>/ x2 }5 v* ~- ?6 _. x$ h# A) l
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<p style="line-height: 150%"><font size="2"> 目前，用于长波红外波段（8～12μm）的红外传感器主要是碲镉汞（HgCdTe 简称MCT）材料，虽然对它的研发时间很长，但要完全发挥其“潜力”还需要解决一些技术问题。 <br>, l, t. A f9 Z% M D
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军工应用的需要 <br>
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+ z8 [5 A$ d+ S1 W% ] MCT工艺来源于军工需求，直到今天仍是重要的军工材料。主要的军用成像技术公司?Raytheon已开发出下一代红外（IR）系统，包括240×4（探测器）单元的聚焦平面阵列（FPA），并已用于美军的战车。热成像和火力控制瞄准，使这种装甲车在完全黑暗、扬尘、大雾和恶劣的气候条件下都有很好的“视力”。该公司还将这一技术用于重要的空间工程，例如红外同温层天文观测的平台，它比传统220K短波红外（SWR）FPA工作温度略高。该公司开发成功的“较热”的MCTQ件不仅红外性能好，而且其信噪比好，无需对HPA进行冷却。 <br>5 ]$ @; A. T7 C# X
9 P" _8 V$ V* |3 U: E# Q# b% z+ Z 技术进展 <br>
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MCT材料的问题是：均匀性不好，缺陷密度高等。它还利用GaAs量子阱和GaAlAs势垒之间子带吸收参与量子阱红外光电探测器（QWIP）的竞争。某些人士认为，QWIP优于MCT阵列，QWIP阵列已进入市场。但GaAs/ GaAlAs QWIP的响应率不及MCT，因而MCT还有发展的余地。为提高QWIP探测器的响应率，可用GaInAsP量子阱，或用它取代GaAlAs势垒。 <br>
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; `! F# k* t& r+ T IR探测器研究人员正在改进阵列性能?－提高它的工作温度。这样可以省去冷却系统，使系统体积小、重量轻，便于使用且更廉价。这就需要优化器件结构，提高其信噪比。这也需要利用现代外延技术，例如MBE（分子束外延）。 <br>
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MBE优点 <br>
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: R% w6 R( D: w9 ? MBE可生长复杂的异质结构?－多层能带工程MCT结构，可以制备出多光谱、超（级）光谱探测器。MBE可制出无缺陷材料，其突变结界面不产生应变感生缺陷或空位（它们一般来自于高扩散梯度）。加工程序优化的另一要求是不再采用湿腐蚀，若干研究部门正致力于开发反应离子腐蚀等新技术，这些新技术不仅均匀性好、可控性好，而且很适合于批量生产。 <br>6 a! ]" @+ O* d& a i; `
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进一步的研发旨在扩展目前MCT探测器的能力以得到多光谱响应，可设计新颖的量子阱结构（利用外延技术来实现）来提高其光谱响应，降低内部噪声源并降低成本。 <br>
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/ p" e" b' @8 f) D8 r, ~# s MCT在空间技术中的应用 <br> a" r8 u. G7 V- J
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Rockwell科学公司最近得到二份220万美元的合同，利用MBE技术研制MCT 2048×2048的短波IR传感器芯片组件，用于大型望远镜和多路扫描器中。 <br>" \; H ?$ }) c/ [% E
* ^+ O8 ?3 C9 b$ i8 T4 Y. D 研制大型、高灵敏度镶嵌式红外传感器是世界上许多地基天文观察（测）台的目标。Rockwell科学公司（RSC）是生产这些器件，满足其要求的权威FPA供应商。利用MBE在晶格匹配衬底上生长现代MCT探测器，具有优良性能，在天文观测方面有极高的灵敏度，使其能越来越深层次的观测宇宙。RSC所研制的多路扫描器还可用于美国国家宇航局（NASA）的下一代空间望远镜（NGST）。RSC所制2048×2048的MCTFPA是世界上最大，性能最好的传感器之一，它的面积比35mm胶片大60%。 <br>
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展望 <br>) }8 ~- z& g6 l" |) a z: R
# }, s# {/ C& {+ r) x5 W H+ L 通过对MCT探测器的简单评述表明：“Ⅱ-Ⅵ族”是成功的，世界上许多研究人员还在改进工艺，并希望在中、近期达到提高性能、降低成本的目的。利用Ⅲ-Ⅴ族和Si工艺并加以适当调整来批量生产Ⅱ-Ⅵ族器件和阵列是一个越来越明朗的方向。这样，Ⅱ-Ⅵ族材料和器件将可以充分发挥出它们的潜力并取得数百万美元的市场?－它们在国防军工/宇航和民用等方面都有应用。<br>
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发表于 2006-8-24 01:54:35
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