无锡学院电子信息工程学院,江苏 无锡 214105
制备并分析了SiC nip雪崩光电二极管(APDs)雪崩倍增的物理机制。与280 nm紫外光相比,在240 nm紫外光入射时,SiC nip APD表现出更高的增益和更大的单光子探测效率。在240 nm紫外光入射时,SiC nip APD表现为空穴主导碰撞离化过程,随着入射光波长增加到280 nm,电子和空穴共同主导碰撞离化过程。由于SiC中空穴的碰撞离化系数大于电子,空穴主导的碰撞离化过程将具有更大的光子雪崩概率和更高的增益。因此,得益于空穴主导雪崩倍增过程,SiC nip APD更适用于短波长紫外光探测。
激光器 SiC 雪崩光电二极管 深紫外光探测 光子雪崩概率 中国激光
2023, 50(18): 1801001
1 特种环境复合材料技术国家级重点实验室(哈尔滨工业大学), 哈尔滨 150001
2 微系统与微结构制造教育部重点实验室(哈尔滨工业大学), 哈尔滨 150001
5G 通信、能源互联网、新能源汽车、量子技术等高精尖领域对半导体的性能提出了新的更高的要求。第四代半导体金刚石因具有优异的物理化学性能被誉为“终极半导体”, 被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最理想的材料。而浅n型掺杂的技术瓶颈一定程度阻碍了金刚石半导体应用的发展。表面终端研究为金刚石功能化的发展提供了新的策略, 金刚石通过表面终端实现了场效应晶体管、肖特基二极管、日盲紫外探测器、电子发射器件和近表面色心调控等重要应用, 而表面终端发挥作用的机理与其能带结构特点密不可分。本文综述了几种常见终端的能带研究方法, 分析其能带的结构特点, 结合特点介绍其发挥作用的机理, 并进行了总结和展望。
金刚石 表面终端 能带结构 二维空穴气 肖特基结 紫外探测 diamond surface terminal energy band structure two-dimensional hole gas Schottky junction ultraviolet detection
1 太原理工大学物理与光电工程学院,山西 太原 030024
2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室,山西 太原 030024
提出基于光子晶体多缺陷耦合实现紫外波段高透射带通滤波的方案,采用传输矩阵法分析日盲紫外带通滤波器的光学传输特性。通过减弱光子局域和多个缺陷耦合效应,实现光子晶体通带的拓宽和边沿截止陡度的调整,可在239~280 nm日盲紫外波段实现平均透过率为90.71%的高透射,且在239 nm以下和290~360 nm的阻带波段实现高抑制。研究结果表明,弱化光子局域和不同缺陷峰耦合作用可以有效拓宽通带范围,提升通带透过率,同时该结构对光源小角度(<15°)入射不敏感。该滤光器设计方案可应用于日盲紫外探测和紫外通信系统。
光学器件 光子晶体 缺陷耦合 带通滤波器 日盲紫外探测 光子局域
Author Affiliations
Abstract
1 Nanjing University of Posts and Telecommunications, College of Electronic and Optical Engineering & College of Flexible Electronics (Future Technology), Nanjing, China
2 Nanjing University, School of Electronic Science and Engineering, Nanjing, China
The AlGaN/GaN p–n junction has received extensive attention due to its capability of rapid photogenerated carrier separation in photodetection devices. The AlGaN/GaN heterojunction nanowires (NWs) have been especially endowed with new life for distinctive transport characteristics in the photoelectrochemical (PEC) detection field. A self-powered PEC ultraviolet photodetector (PEC UV PD) based on the p-AlGaN/n-GaN heterojunction NW is reported in this work. The n-GaN NW layer plays a crucial role as a current flow hub to regulate carrier transport, which mainly acts as a light absorber under 365 nm and carrier recombination layer under 255 nm illumination, which can effectively modulate photoresponsivity at different wavelengths. Furthermore, by designing the thicknesses of the NW layer, the photocurrent polarity reversal was successfully achieved in the constructed AlGaN/GaN NW PEC UV PD at two different light wavelengths. In addition, by combining with platinum decoration, the photoresponse performance could be further enhanced. Our work provides insight into transport mechanisms in the AlGaN/GaN NW PEC system, and offers a feasible and comprehensive strategy for further exploration of multifunctional optoelectronic devices.
GaN nanowires ultraviolet detection photoelectrochemistry photoresponse Advanced Photonics Nexus
2023, 2(3): 036003
光学 精密工程
2022, 30(10): 1160
强激光与粒子束
2021, 33(11): 115001
1 湖南大学 机械与运载工程学院 汽车车身设计与制造国家重点实验室, 湖南 长沙 410082
2 国家先进轨道交通装备创新中心, 湖南 株洲 412000
基于声表面波技术的紫外探测器具有响应速度快、灵敏度高、制作简单且可以无线无源监测等众多优势, 成为近年来紫外探测领域的研究热点。本文根据紫外敏感薄膜分类综述了声表面波紫外探测的研究进展, 剖析了声表面波紫外探测敏感机理, 阐述了氮化镓、掺杂氮化镓、氧化锌、掺杂氧化锌、纳米结构氧化锌, 氮化铝等敏感膜的材料特点、制备加工及其紫外探测器性能等。分析了近年来新型声表面波紫外传感器的研究状况, 展望了声表面波紫外探测的未来发展趋势与挑战。
声表面波 紫外探测 氮化镓 氧化锌 surface acoustic wave ultraviolet detection GaN ZnO
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
3 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
利用三个测量波段(290,320,355 nm),进行了海水目标及溢油目标(原油、重油、柴油、汽油、棕榈油)反射特性的室外实验,获得了探测目标的上升辐射强度和溢油-海水对比度与太阳高度角和方位角的关系曲线。结果表明,当太阳高度角为40°~60°时,原油-海水对比度为14%~44%,重油-海水对比度为15%~35%,汽油-海水对比度为12%~26%,棕榈油-海水对比度为15%~47%,柴油-海水对比度为3%~12%。说明联合三个波段,可以在不同太阳高度角和方位角下实现对不同油的探测和识别,表明紫外波段在海面溢油的早期探测和识别方面具有突出优势。
海洋光学 溢油 紫外探测 太阳高度角 太阳方位角 海水-溢油对比度
1 太原理工大学 信息工程学院 新型传感器和智能控制系统教育部(山西省)重点实验室微纳系统研究中心, 太原 030024
2 厦门理工学院 光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
首先利用电化学阳极氧化方法在钛箔上合成整齐有序的TiO2纳米管阵列(TNA); 然后采用电化学沉积的方法在纳米管表面均匀沉积高功函数的Pt纳米颗粒以构建Pt/TNA肖特基结, 通过SEM、EDS和XRD等表征方法研究了Pt/TNA肖特基结的表面形貌和结构; 最后通过测试不同光照强度下的电压电流(VI)和电流时间(It)曲线研究了Pt/TNA肖特基结的紫外光电性能。实验发现, 在1V偏压和光照强度为1.37mW/cm2的375nm紫外光照射下, Pt/TNA肖特基结的光电流可达3.71μA, 响应度为0.015A/W, 外量子效率为5.11%, 光响应因子高达1892.8, 表明紫外光电探测性能得到显著提高。
电化学阳极氧化 二氧化钛纳米管 铂 紫外探测 光响应 electrochemical anodic oxidation TiO2 nanotubes Pt ultraviolet detection photoresponse
选取Al2O3、AlF3两种材料, 采用双面拆分法在JGS1基底上完成了深紫外波段高反射, 近紫外到可见光波段高透射的全介质滤光膜的设计.研究了稳定控制AlF3蒸发速率的制备方法, 验证了离子源辅助沉积技术对镀膜材料在紫外波段吸收的影响, 建立了膜层厚度与电子束蒸发特性的函数关系, 借助软件模拟了误差的影响, 并结合工艺技术的改进, 有效提高了紫外光的利用率, 最终研制的滤光膜在200~270 nm平均反射率为77.96%, 在290~700 nm平均透过率为96.29%, 满足使用需求.
光学薄膜 滤光膜 拆分法 沉积 紫外探测 Optical film Filter film Separation method Deposition Ultraviolet detection 光子学报
2018, 47(10): 1031002