通过湿法腐蚀工艺成功制备了具有绝热结构的锰钴镍氧(MCNO)热敏电阻探测器。测试表明,绝热结构使得热敏探测器的热导大幅降低,在真空环境下仅为没有绝热结构器件的1/20,典型热导率值为1.37mW/K。通过V-I测试并结合理论曲线拟合发现,MCNO薄膜材料的热导率随温度增高而减小。绝热结构使得MCNO热敏探测器的响应率大幅提高,在30Hz调制频率、36V偏置电压下,响应率典型值为50.5V/W,是没有绝热结构器件的10倍。实验验证了在MCNO薄膜材料上制作绝热结构热敏探测器的可能性,为制作新型室温全波段高性能红外探测器奠定了基础。

分析了MOS器件的辐照特性及辐照失效机理。基于Global Foundries 0.35μm CMOS工艺, 设计了一款320×256抗辐照加固紫外焦平面读出电路。该电路数字部分MOS管采用环形栅和双环保护进行加固, 并在读出电路表面交替生长了SiO2-Si3N4复合钝化层。对加固后的读出电路进行了γ辐照试验, 并使用示波器实时监测读出电路的输出状态。对比加固前后的读出电路实时辐照状态表明, 加固后的读出电路抗辐照性能得到了明显提高, 其抗电离辐照总剂量由35krad(Si)提升至50krad(Si)。

读出电路的注入效率是决定紫外焦平面探测器性能的重要因素。基于GaN基p-i-n结构日盲紫外探测器以及CTIA结构读出电路的等效模型, 对探测器信号读出的电荷注入效率进行了分析, 得到了注入效率的表达式。分析了注入效率与积分时间、探测器等效电阻、探测器等效结电容、CTIA电路中运算放大器增益的依赖关系, 并指出了放大器增益是有效影响注入效率的重要可控因素之一, 可以用提高增益的方法获得更大的注入效率。设计了几种不同增益的运算放大器电路, 并分别构成CTIA结构读出电路。采用GF 0.35 μm 2P4M标准CMOS工艺设计电路版图并进行流片。将紫外探测器分别连接至具有不同放大器增益的CTIA读出电路并进行测试, 通过对比注入效率的理论分析结果与实际测试结果, 可以得知, 注入效率的理论分析与实验结果吻合较好。

对AlGaN基p-i-n光电探测器的负光电响应特性进行研究，从实验上证实了器件中p型接触电极的肖特基特性是导致该现象的主导因素.不同偏压下的响应光谱表明，这些AlGaN光伏器件中存在较为明显的光导响应特性.光照和暗背景条件下的C-f曲线验证了器件中的持续光电导特性，而高铝组分铝镓氮材料内存在的大量缺陷被认为是该现象的起因.系统地研究了AlGaN基p-i-n光电探测器存在的负响应现象及其微观机理，为铝镓氮基日盲器件光电性能的优化提供了重要参考依据.

对采用MOCVD生长的AlGaN pin结构上制备的背照日盲型3×3 AlGaN串联紫外探测器进行了光电性能的研究。室温下单元探测器的峰值响应在278nm为0.03A/W。串联器件的正向开启电压随器件个数增加而增大，串联特性使得其暗电流较小，光生电压随器件个数的增加呈线性变化，串联器件在氙灯照射下能达到近15V的光生电压。文中还对I-V测试采样中存在的零点漂移做了分析，试给出从实验结果计算反向饱和电流密度的方法。

振动环境中, GaN基p-i-n器件的噪声会急剧增加, 这限制了器件的探测能力。利用力锤和振动台分别模拟冲击振动和随机振动环境, 研究了器件噪声在不同振动条件下的变化规律。实验结果表明, 在冲击振动中, 器件噪声呈现出周期特性, 但噪声幅度随着时间减小。器件噪声主要的频率成分为429Hz,此频率下的器件噪声与激励力的大小、振动加速度的幅度成线性关系。随机振动的实验结果也表明, 振动环境中测量到的噪声随着随机振动功率谱密度的增大而线性增加。

为了对紫外光通信系统的传输性能进行定量分析, 设计了基于FPGA的误码序列发送和接收系统, 并在上位机利用labVIEW程序实现了对误码的分析和计算。该系统发射端测试序列采用9阶伪随机m序列, 并按照一定的速率传送给LED驱动电路, 接收端完成光电信号处理、脉冲序列同步和数据提取, 格式化后通过串口发送至上位机进行误码分析。室内测试结果表明, 该设计适于完成紫外光通信系统误码率的分析和计算, 可以为紫外光通信系统最佳链路的选择提供依据。

薄膜与衬底的结合性能一直备受关注。在各种情况下，薄膜的性能 都依赖于其与衬底的附着力大小。为了提高附着强度，需要深刻理解附着力的机理和开发合适的附着力测试技术。从基准 附着力、热力学附着能和实际附着力三个不同角度提供了附着力评价途径。作为广泛使用的附着力粘接测试技术，拉脱法和压带剥落法等方法在大量 样品测 试方面具有独特优势，可定性、半定量地评价薄膜附着 性能。