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公开(公告)号：CN112242455A
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN202010965478.3
申请日：2020-09-15
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
IPC分类号： H01L31/101 , H01L31/102 , H01L31/0352 , H01L31/0216
摘要： 本发明公开了一种范德瓦尔斯非对称势垒结构的红外探测器及制备方法。所述探测器结构包括衬底、介质层、石墨烯层、二硫化钼层、黑磷层和金属源、漏电极。器件制备步骤是将机械剥离的石墨烯、二硫化钼和黑磷依次转移到具有介质层的衬底上，运用电子束曝光和热蒸发等工艺分别在黑磷和石墨烯上制作金属源、漏电极，形成了垂直结构的范德瓦尔斯单载流子红外光电探测器。利用二维材料丰富的能带结构和独特的物理特性，设计了多子阻挡的非对称势垒能带结构，可以对暗电流进行有效的抑制，进而实现了中波红外的室温黑体探测、偏振探测和红外成像。该探测器具有室温工作、多子阻挡、中波红外响应、灵敏度高、响应快及黑体探测等特点。
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公开(公告)号：CN108489923B
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN201810089425.2
申请日：2018-01-30
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
IPC分类号： G01N21/3504 , G01J5/00
摘要： 本发明公开了一种双敏感元信号差分红外气体成像焦平面及成像方法，焦平面由像元列阵芯片以及读出电路芯片组成，其中像元阵列芯片上的每个像元由两个敏感元A和B组合构成。其中敏感元B的响应峰位设计在待探测气体吸收较强的指纹波长处，敏感元A的响应峰位调制得错开该波长。A、B两敏感元的信号输出端与差分电路相连，差分电路作为读出电路输入级的一部分向读出电路输出差分信号。该信号与被探测气体在探测光路上的浓度和量成比例，利用读出电路输出该差值信号即可对所探测气体成像。本发明的优点：一、可直接消除背景辐射的影响；二、与气体成像相关的有效信号比例极高；三、积分电容不易饱和，有效信号动态范围大；四、可消除背景辐射噪声。
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公开(公告)号：CN111293188A
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN202010126506.2
申请日：2020-02-28
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
IPC分类号： H01L31/101 , H01L31/0304 , H01L31/0352
摘要： 本发明公开一种集成式高消光比红外圆偏振探测器及设计方法，其结构包括金属反射层，下电极层，量子阱层，上电极层，二维手性超材料层。在某一旋光入射下，超材料层与量子阱层界面形成表面等离激元，主要的电场方向与量子阱的吸收方向相重合，从而增强量子阱的吸收。而在另一旋光入射下，大部分光功率被反射，不能有效激发表面等离激元，量子阱的吸收非常低，从而实现了红外圆偏振高消光比的探测能力。
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公开(公告)号：CN111190245A
公开(公告)日：2020-05-22
申请号：CN202010126419.7
申请日：2020-02-28
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种实现外延材料深亚波长光子模式体积的平面漏斗微腔，其结构包括金属反射薄膜层、外延材料层、平面漏斗形天线层。在平面光入射下，两层金属表面的等离激元模式耦合在一起，形成等离激元波导模式，在上、下金属之间的外延材料层中传播，基于微腔共振模式以及金属尖端效应获得尖端之下的外延材料中形成深亚波长尺度的局域强光场。利用外延材料的去衬底技术能够实现外延材料与该平面漏斗形等离激元微腔的完美集成，通过刻蚀形成物理反射界面，使体系逼近临界耦合状态，能够大幅局域光子模式耦合效率。该微腔结构有助于实现深亚波长尺度的局域光子模式及局域强光场。
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公开(公告)号：CN110911519A
公开(公告)日：2020-03-24
申请号：CN201911093481.4
申请日：2019-11-11
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
IPC分类号： H01L31/107 , H01L31/0352 , G06F30/23
摘要： 本发明公开了一种势垒阻挡型非对称能带碲镉汞雪崩探测器及设计方法。该方法在雪崩探测器上耦合非对称能带结构的势垒阻挡型设计，可以有效降低吸收区的载流子浓度而抑制俄歇复合，在300K下对暗电流有1～2个数量级的降低；同时通过对器件的结构参数进行优化，可以获得保持雪崩特性的同时，大幅抑制雪崩反偏电压下的暗电流。本发明的优点在于，该非对称能带结构利用势垒阻止电子导电，可有效抑制高温碲镉汞红外雪崩光电探测器的暗电流；同时可以通过数值方法对关键结构参数进行优化，从而提高了产品的可靠性和性能，并大幅减少开发费用。本发明对于改善碲镉汞红外雪崩探测器性能和提升工作温度都有着十分重要的意义。
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公开(公告)号：CN108489923A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810089425.2
申请日：2018-01-30
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
IPC分类号： G01N21/3504 , G01J5/00
摘要： 本发明公开了一种双敏感元信号差分红外气体成像焦平面及成像方法，焦平面由像元列阵芯片以及读出电路芯片组成，其中像元阵列芯片上的每个像元由两个敏感元A和B组合构成。其中敏感元B的响应峰位设计在待探测气体吸收较强的指纹波长处，敏感元A的响应峰位调制得错开该波长。A、B两敏感元的信号输出端与差分电路相连，差分电路作为读出电路输入级的一部分向读出电路输出差分信号。该信号与被探测气体在探测光路上的浓度和量成比例，利用读出电路输出该差值信号即可对所探测气体成像。本发明的优点：一、可直接消除背景辐射的影响；二、与气体成像相关的有效信号比例极高；三、积分电容不易饱和，有效信号动态范围大；四、可消除背景辐射噪声。
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公开(公告)号：CN107665931A
公开(公告)日：2018-02-06
申请号：CN201710760265.5
申请日：2017-08-30
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
IPC分类号： H01L31/0352 , H01L31/0232 , H01L31/101
CPC分类号： H01L31/035236 , H01L31/02327 , H01L31/101
摘要： 本发明公开了一种导模共振集成增强量子阱红外探测器及设计方法。器件结构自下而上依次为衬底、中间介质层、下电极、量子阱、上电极、光栅层。该方法是通过理论计算发现使用全介质超材料结构可使入射光很好的耦合到结构中，并且利用低折射率的衬底，使得入射的光在量子阱层形成波导模式，进而提高了量子阱的吸收。由于使用全介质结构，避免了传统利用等离激元原理金属的吸收，使得量子阱的吸收达到95％以上，进而为增强量子阱红外探测器的光响应提供了依据。本发明对于改善器件性能和优化设计器件都有着十分重要的意义。
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公开(公告)号：CN106449854B
公开(公告)日：2017-11-21
申请号：CN201610893709.8
申请日：2016-10-13
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
IPC分类号： H01L31/101 , H01L31/0352 , H01L31/0224 , H01L31/18
摘要： 本发明公开了一种全耗尽铁电侧栅单根纳米线近红外光电探测器及制备方法。器件制备步骤是将CVD生长的InP纳米线物理转移到有SiO2氧化层的Si衬底上，利用电子束曝光技术制作源、漏和侧栅电极，并旋涂铁电聚合物薄膜，制备成具有侧栅结构的铁电侧栅纳米线光电探测器。利用独特的侧栅器件结构，并通过铁电聚合物材料负向极化所产生的超强静电场来完全耗尽纳米线沟道中因缺陷或陷阱所产生的本征载流子，从而显著降低了探测器在无栅压下的暗电流，大幅提高了器件的信噪比和探测能力。铁电材料调控下的单根InP及CdS纳米线光电探测器在近红外及可见光波段均显示了超高的探测率。本发明的优点是暗电流低，探测率高，功耗低和响应快。
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公开(公告)号：CN105157585B
公开(公告)日：2017-10-13
申请号：CN201510606559.3
申请日：2015-09-22
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种同时获取薄膜折射率与厚度的双标准干涉片拟合法，它只需将待测薄膜镀制在两种镀有一层已经形成干涉但不同折射率薄膜的标准干涉片上，即可通过同时拟合两种标准干涉片镀膜前后的透(或反)射光谱，同时精确地获取待测薄膜的厚度与折射率，膜厚测量极限高达1nm，相对于传统方法30nm测量极限具有很大提高。另外，该方法由于同时对两种标准干涉片进行拟合，可以极大地减小测试系统的误差，显著降低对测试系统性能的要求和成本。而且，本发明方法适用于镀膜系统的在线检测与监控，可以在工业生产或者科学研究中推广使用。
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公开(公告)号：CN107195722A
公开(公告)日：2017-09-22
申请号：CN201710563628.6
申请日：2017-07-12
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
CPC分类号： H01L31/1804 , H01L31/10
摘要： 本发明公开了一种室温纳米线光子数可分辨探测器及制备方法。其特征在于，器件结构自下而上依次为是衬底、氧化物层、纳米线半导体和金属源漏电极。器件制备步骤是将CVD生长的具有丰富表面态纳米线转移到衬底上，运用紫外光刻或电子束光刻的方法结合传统剥离工艺制备金属电极作为源极和漏极，形成纳米线半导体场效应晶体管结构。器件首先需要在源极和栅极间施加负向栅压，使得场效应晶体管达到跨导最大处，通过纳米线的丰富表面态可以长时间俘获光生空穴，形成光栅效应，使得电流信号发生跳变，进而实现可分辨光子数探测。该光子探测器具有室温工作、光子数可分辨、高灵敏、响应快、稳定性好及低功耗等特点。
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