针对不同波段的碲镉汞红外探测器在探测高温目标情况下的特性进行了研究.测量结果显示随着所探测目标温度的不断升高,器件光生电流亦随之上升,但并非平行变化,这就导致了探测器动态微分阻抗不断下降.器件微分电阻下降的主要原因是p-n结由于背景辐照和反向偏压的增加,引起光生载流子的激增,碰撞电离导致的光电倍增效应引起的,这种效应使得器件光生电流并非是单纯叠加在器件反偏暗电流之上、只随辐射通量而变化的变量,同时也是偏压的函数,随着偏压的增大会对微分阻抗有一个降低作用.通过理论计算这种假设得到了证实,实验结果和理论计算吻合的比较好.

运用多层模型和膜系传递矩阵以及非线性二乘法,模拟了B⁺注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱,结果表明B⁺注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱能够很好地理论再现,并由此获得了结区的自由载流子浓度分布、迁移率、面自由载流子浓度以及折射率和消光系数等相关参量,所得结果与微分Hall法测试的结果是一致的.计算结果也表明B+注入HgCdTe导致红外透射率变化的根本原因是注入层的高载流子浓度的等离子效应改变了该层的折射率和消光系数.

本征反射率是X射线衍射摇摆曲线计算机模拟的基础。用X射线动力学理论研究了组分不均匀对HgCdTe材料X射线反射率的影响。研究结果表明,横向组分不均匀性直接影响摇摆曲线的峰形,峰值反射率和半峰全宽随组分不均匀的增大而分别减小和增大,且与组分不均匀性的均方差近似成指数关系,但其积分反射率却基本保持不变;采用多层模型对具有线性组分梯度的HgCdTe半导体材料反射率的计算结果则表明,纵向组分梯度除导致反射率峰值强度下降外,还会引起摇摆曲线产生单边干涉效应,摇摆曲线的半峰全宽和干涉峰间距随组分梯度的增加而增大,而干涉峰间距与干涉周期之间的关系则随组分梯度的增加其偏离线性的程度增大。

X射线衍射摇摆曲线的计算机模拟是一种获得材料晶体质量参量的有效方法,其中材料本征摇摆曲线的计算是计算机模拟的基础。用X射线动力学理论计算了Hg1-xCdxTe和Cd1-zZnzTe本征反射率曲线,并研究了组分、膜厚分别对本征反射率和半峰全宽的影响。结果表明Hg1-xCdTe和Cd1-zZnzTe的本征反射率和半峰全宽与材料组分和厚度有明显的依赖关系,且该依赖关系取决于X射线在材料中的散射和吸收的相对强弱。薄膜的厚度也是直接影响本征摇摆曲线峰形、半峰全宽和反射率的重要因素,当薄膜厚度小于穿透深度时,表征本征反射率曲线的各个参量均与薄膜厚度有直接的关系。对于(333)衍射面,碲镉汞材料厚度大于7 μm后,本征反射率和半峰全宽将不再发生明显变化。

用倒易二维点阵对HgCdTe光伏探测器钝化及其热处理行为进行了研究,发现测射沉积的钝化膜会引起HgCdTe的晶面弯曲,严重的会出现晶面扭曲和mosaic结构,而钝化后的热处理能改善MCT晶体的完整性.在不同的钝化介质层钝化MCT的研究中发现,ZnS钝化层在高温下并不稳定,而CdTe钝化层却能保持较高的耐温性能.

对不同衬底上外延生长的HgCdTe薄膜进行了倒易点二维图测试,分析了外延层与衬底之间的结构取向关系以及晶格常数的失配现象.通过测定Cd1-yZnyTe衬底上的HgCdTe外延层的应变弛豫状况,获得了晶格匹配条件时衬底Zn组分的准确值.实验结果还表明: HgCdTe外延层与晶格失配的衬底之间存在着倾角,该倾角随失配度的增大而增大;当衬底失配度较小时,非对称倒易点二维图显示外延层并不处于全应变状态,而是处于应力部分释放状态;相反,当外延层晶格失配产生的应?θ渴头攀?外延层包含着较大的失配位错,摇摆曲线半峰宽展宽较大.