中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室， 吉林长春130033
为了实现在8寸化学机械抛光设备上进行小尺寸镀铜InP晶圆的减薄抛光工作，提高设备的兼容性，缩减工艺步骤，减少过多操作导致InP晶圆出现裂纹暗伤和表面颗粒增加等问题，自制特殊模具，使小尺寸InP晶圆在8寸化学机械抛光设备上进行加工，再根据InP晶圆易碎的缺陷问题，通过调整设备的抛光头压力、转速和抛光垫的转速等相关工艺参数，使其满足后续键合工艺的相关需求。实验结果表明：在使用特殊模具下，当抛光头的压力调整为20.684 kPa、抛光头与抛光垫的转速分别为：93 r/min和87 r/min时，InP晶圆的表面粗糙度达到：Ra≤1 nm；表面铜层的去除速率达到3 857×10-10/min；后续与8寸晶圆的键合避免键合位置出现空洞等缺陷，实现2寸InP晶圆在8寸设备上的CMP工艺，大大降低了CMP工艺成本，同时避免晶圆在转移过程中出现表面颗粒度增加和划伤的情况，实现了InP晶圆与Si晶圆的异质键合及Cu互连工艺。
化学机械抛光 磷化铟 去除速率 键合 表面粗糙度 chemical mechanical polishing InP removal rate bonding surface roughness
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
为了研究飞秒激光对光电探测器光学性能的影响，本文对飞秒脉冲激光辐照CsPbBr3背靠背肖特基光电探测器的损伤特性，以及不同激光功率密度下的光电性能进行了研究。利用化学气相沉积法在ITO叉指电极上沉积CsPbBr3微米晶薄膜，制备了背靠背肖特基型全无机钙钛矿光电探测器。利用脉冲宽度为35 fs的钛宝石飞秒激光器辐照CsPbBr3光电探测器，通过显微镜观察不同激光功率密度下CsPbBr3多晶薄膜的损伤形貌，并研究了不同功率密度损伤下肖特基结构的钙钛矿光电探测器的光电性能变化。结果表明：自制的全无机金属卤化物肖特基光电探测器具有较高的损伤阈值，达到了2.1 W/cm2，并且在样品轻度损伤的情况下，样品的光电特性出现了一定程度的提升，光谱响应度出现了50 nm的展宽，并且在部分薄膜受热脱落后，器件仍然保持一定的光电探测性能。
飞秒激光 激光损伤 光电探测器 光响应特性 光谱响应度 femtosecond laser laser damage photodetector optical response characteristics spectral responsivity 曾莉欣 1,2,3赵豫斌 1,2,3陈少佳 1,2,3田兴成 1,2,3[ ... ]孙志嘉 1,2,3,*
1 中国科学院 高能物理研究所，北京 100049
2 散裂中子源科学中心，广东 东莞 523803
3 核探测与核电子学国家重点实验室，北京 100049
为满足中国散裂中子源（CSNS）多功能反射谱仪（MR）主探测器高气压3He多丝正比室探测器（MWPC）的需求，研制了专用的读出电子学系统。该系统主要由核心前放板和触发扇出板构成，其中以前放板为核心，采用了6块前放板实现探测器142路模拟信号的数字化，并通过判选机制甄别中子信息，将有效中子事例打包发送给后端，触发扇出板提供同一时刻到达的T0信号和触发信号，以确保数据的对齐。读出电子学系统分别在实验室和束流条件下，进行了相关指标测试，测试结果表明性能优于设计要求。目前MWPC探测器已经成功安装到MR谱仪现场，并且已经开始稳定运行。
多功能反射谱仪 多丝正比室探测器 重心法 前置放大器 可编程逻辑阵列 multi-functional reflectance spectrometer multiwire proportional chamber detector barycenter method preamplifier FPGA 强激光与粒子束
2021, 33(8): 086001
1 长春理工大学 理学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
自石墨烯被发现以来, 随着人们不断的研究和探索, 越来越多具有类似结构的二维材料因其优异的光电性质相继被发现和研究。过渡金属硫族化合物(TMDs)因其丰富的物理性质而受到广泛关注。本文研究了三层二硒化钨(WSe2)纳米片的光电性能。利用范德华力将WSe2转移到SiO2/Si衬底的Au电极上, 用银浆引出背栅电极, 制备了WSe2场效应晶体管, 其载流子迁移率为3.42 cm2/(V·s)。WSe2场效应晶体管在630 nm波长下探测器响应度为0.61 A/W, 器件的光响应恢复时间为1 900 ms。
二维半导体材料 过渡金属硫族化物 二硒化钨 光电探测。 two-dimensional semiconductor materials transition metal dichaldogenides(TMDs) WSe2 photoelectric detection
赵东旭 1,2,3,*章红宇 1,2孙志嘉 1,2,3王修库 1,2,3肖亮 1,2,3
1 核探测与核电子学国家重点实验室, 北京 100049
2 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
3 散裂中子源科学中心, 广东 东莞 523803
作为中国散裂中子源（CSNS）工程中多功能反射（RM）谱仪一部分的3He管探测器数据获取系统不仅要具有基本的读取和处理数据的功能，还需要协调配合谱仪的整体运行，稳定可靠地与其它异构系统进行交互。通过规划数据获取的整体框架，采取有效的方式优化关键部分，另外挑选合适的三方软件包整合到数据获取系统中，达到了该系统操作方便灵活、功能完善、运行稳定可靠并且高效率，满足谱仪实验需求的目的。包括数据获取系统在内的多功能反射谱仪顺利通过了国家验收，目前这套数据获取系统已经成功应用在多功能反射谱仪的束流实验中。
多功能反射谱仪 数据获取 散裂中子源 束流实验 3He管探测器 reflectometer data acquisition CSNS beam test 3He tubes detector 强激光与粒子束
2019, 31(9): 096002
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 哈尔滨师范大学, 黑龙江 哈尔滨 150025
采用水热方法在蓝宝石衬底上制备出垂直衬底生长的氧化锌纳米柱阵列。分别通过扫描电镜、X射线衍射和光致发光光谱等表征了氧化锌纳米柱阵列的形貌、结构和光学性质。这种纳米柱在空气中对甲基紫显示出良好的光催化性能。空气中的氧气和水蒸气对光降解性能有重要的影响。这种纳米柱对于固态污染物的光降解处理有着潜在的应用前景, 是一种高效、可循环使用的光催化剂。
氧化锌 水热方法 光催化剂 ZnO hydrothermal approach photocatalyst
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
建立了一种高质量、高效率全固态中红外激光系统，并对激光输出的效率、光束质量等指标进行了测试。首先，以二极管激光器为泵浦源，Tm3+∶YAP晶体为增益介质，搭建了输出波长为197 μm的近红外激光器。然后，以Tm3+∶YAP激光器为泵浦源，自行开发研制的Cr2+∶ZnSe单晶为增益介质，搭建了全固态中红外激光器。最后，测试了全固态中红外激光器的光束质量及激光器出光效率，并对谐振腔光效率的理论输出值与实际的激光器出光参数进行了对比。实验结果表明: 此全固态中红外激光器的光光转换效率为172%，斜率效率为20%，在最高输出能量为3 W时的光束质量(M2)在x和y方向分别为17和173，光束基本为圆形的高斯光斑。
全固态中红外激光器 Tm3+∶YAP晶体 Cr2+∶ZnSe单晶 谐振腔 all solid state Mid-IR laser Tm3+∶YAP crystal Cr2+∶ZnSe single crystal resonant cavity
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
为了得到高质量、大尺寸Cr2+∶ZnSe中红外激光晶体, 以适应高功率全固态中红外激光器的发展要求, 在高温高压下全石墨腔内运用布里奇曼晶体生长方法, 生长出了高质量Ф30×120 mm Cr2+∶ZnSe单晶。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外稳态吸收及荧光光谱等测试方法对晶体的结构及光谱特性进行了表征, 并探讨了Cr2+∶ZnSe晶体中Cr2+的能级结构及跃迁机理。结果表明: 所生长的Cr2+∶ZnSe单晶结构均匀, 性质稳定, 1.97 μm激发的荧光光谱覆盖19~3 μm范围, 可用于获得2~3 μm全固态中红外激光。
Cr2+∶ZnSe单晶 布里奇曼方法 红外吸收 红外荧光 全固态中红外激光器 Cr2+∶ZnSe single crystal Bridgeman method infrared absorption infrared fluorescence all solid state mid-IR laser
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 浙江海洋学院 船舶与海洋工程学院, 浙江 舟山316022
3 东北师范大学 先进光电功能材料研究中心, 吉林 长春130024
在超过相变临界厚度的立方相Mg0.29Zn0.71O薄膜上制备了Au插指电极MSM结构探测器件, 30 V偏压下的峰值响应度可达27.9 A/W(268 nm), 对应的外量子效率为12900%。分析认为原位生长在立方相MgZnO薄膜上的极薄的结构相变层引入了高密度的界面态, 在立方相薄膜表面电极接触中起到了降低势垒、减小耗尽层宽度、增强电极注入电子的能力的作用, 使得器件形成高的光导增益。
立方MgZnO 深紫外探测器 光导增益 cubic MgZnO deep-ultraviolet photodetector photoconductive gain
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 中国科学院大学, 北京100049
3 东北师范大学 先进光电功能材料研究中心, 吉林 长春130024
为了实现MgZnO合金带隙全跨度调制, 利用低压MOCVD设备, 在c面蓝宝石衬底上采用MgO籽晶层和组分渐变缓冲层控制立方相MgxZn1-xO薄膜的生长, 获得了Zn组分达到0.7的单一立方相MgxZn1-xO薄膜, 把MgZnO合金带隙调制范围从MgO一侧扩展到了4.45 eV, 覆盖了整个日盲紫外波段。对比实验分析表明, 这种高Zn组分立方相MgZnO薄膜的生长得益于缓冲层晶格模板的结构诱导作用和适宜的生长温度(350~400 ℃)。 Mg0.3Zn0.7O基MSM结构紫外探测器响应峰位于270 nm, 截止波长295 nm。
立方MgZnO 缓冲层 带隙调制 cubic MgZnO buffer layer bandgap modulation
