基于二维半导体的红外探测器,红外探测器：,任何温度高于绝对零度的物体都会产生红外辐射，如何检测它的存在，测定他的强弱并将其转化为其他形式的能量以便应用，就是红外探测器的任务。,红外探测器的构成：,红外敏感元件，红外辐射入射窗口，外壳，电极引出线以及按需要加的光阑，冷屏，场镜，光锥，浸没透镜和滤光片等。为满足低温工作需求，有的红外探测器还包括杜瓦瓶和前置放大器。,红外探测器分类：,红外探测器,热探测器,光子探测器,热敏电阻,热电偶,热释电探测器,光电导探测器,光伏探测器,光发射肖特基势垒探测器,量子阱探测器,光子探测器,光电导探测器：根据光电导效应制成，当光入射到半导体材料后，能改变其导电性能，随着光强增加，导电性能增强。,光伏探测器：主要利用p-n结的光生伏特效应。能量大于禁带宽度的红外光子在结区及其附近激发电子空穴对。存在的结电场使空穴进入p区，电子进入n区，两部分出现电位差，外电路就有电压或电流信号。,无光照时电阻很大，电流很小；有光照时，电阻变小，电流变大，而且流过它的光电流随照度变化而变化。类似光电导器件。,光发射-Schottky势垒探测器,金属和半导体接触，形成Schottky势垒，红外光子透过Si层被PtSi吸收，使电子获得能量跃迁至费米能级，留下空穴越过势垒进入Si衬底，PtSi层的电子被收集，完成红外探测。举个例子：双面肖特基势垒型 GaAs粒子探测器实质为金属 -半导体-金属 ( M-S-M)结构,光照特性,辐照特性,量子阱探测器（QWIP）,将两种半导体材料用人工方法薄层交替生长形成超晶格，在其界面有能带突变，使得电子和空穴被限制在低势能阱内，从而能量量子化形成量子阱。其探测机理是利用半导体材料的子带跃迁，实现红外光的吸收，量子阱导带内基态电子(或空穴)对红外辐射作用下，向高能带跃迁，并在外电场作用下作定向运动，从而形成与入射光强成正比的光电流。,量子阱的材料结构,用常规材料工艺将部件做成台面结构，各台面用隔离槽和台面槽分离。,研究进展：近年来，二维半导体材料在光电探测领域的研究受到高度关注。基于场效应管结构，利用外置栅压耗尽二维半导体沟道的载流子，是该类光电器件实现高灵敏探测主要途径。,黒磷结构：,通过机械剥离，液相剥离，脉冲激光沉积可以获得二维材料黒磷烯。,黒磷拥有能隙，更容易进行光探测，而且它的能隙可以通过在硅基板上堆叠的黒磷层数进行调节，使其能吸收可见光范围以及通讯用红外线范围的波长，还因为黒磷是直接能隙半导体，能将电子信号转成光信号。,电子在黒磷晶体管中移动时，只会在两个纬度移动，表面二维黒磷能替换硅制作性能更好的晶体管，提升芯片性能。黒磷烯晶体管还同时涉及电子和空穴两种载流子的移动，具有双极性，在光电探测领域具有应用前景。,高性能光电探测器仅用几层黒磷（红色部分）就能感测波导（绿色部分）中的光；也可以用石墨烯（灰色部分）来进一步调节性能。,几种典型的红外探测器,双色探测器,PbSe光电导探测器,PbS光电导探测器,MCT光电探测器,InSb光电导探测器,InAs光电导探测器,谢谢观看！,