[实用新型]一种掺杂Er3+的CdS纳米带三波段光导型红外探测器

说明书

技术领域

本实用新型属于探测器技术领域，尤其涉及一种掺杂Er³⁺的CdS纳米带三波段光导型红外探测器。

背景技术

目前，红外技术发展的先导是红外探测器的发展，一个国家红外探测器的技术水平代表着其红外技术发展的水平。最早的红外探测器是1800年英国天文学家威廉·赫歇耳发明的水银温度计，随后发明了热电偶、热电堆，1880年美国的Langley发明了测热辐射计。最初的红外探测器主要是热电探测器，直至1917年Case研制出第一只硫化铊光电导探测器，这种探测器比热电探测器灵敏度高，响应也快。第二次世界大战，人们认识到了红外技术在军事应用中的巨大潜力，开始对红外技术极为重视，寻找新的材料和制作方法。19世纪40年代初，以PbS为代表的光电型红外探测器问世，随后又出现了硒化铅、碲化铅探测器。二次大战后，半导体技术的发展推动了红外探测技术的发展，先后出现了InSb、HgCdTe、掺杂Si、PtSi。InSb的灵敏度较高，但是带隙只有0.22eV，所以只能探测低于5.6μm。PtSi由于它的高均匀性和可生产性，可以做成大的焦平面阵列，但是其截至波长为5.7μm，也只能用于中短波范围，而且量子效率很低。同时InSb和PtSi都没有波长可调性和多色探测能力。掺杂Si有很宽的光谱带宽，但是也不具备波长可调性，而且必须工作在很低的温度。1959年Lawso研制出碲镉汞(HgxCd_1-xTe)的长波长红外探测器，这是红外技术史上的一次重要进展。它是目前性能最好，也是最广泛应用的II-VI族红外探测器。它是利用带间吸收，因此具有极高的探测率和量子效率。通过调节Hg的组分x可以实现带隙从的连续可调。因此它所能探测的波长范围覆盖了中波红外(3-5μm)和长波红外(8-14μm)两个波段。

但是对于传统的红外探测器而言存在着缺陷，主要是在一个探测器上面实现多个波长的探测功能的技术，探测波长单一，目前的文献中公开的探测器，主要探测紫光、或是红光、绿光，没有2波段的探测材料及器件报道，更别说3波段光探测材料或器件。

实用新型内容

本实用新型为解决现有的探测器存在的探测波长单一的问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的掺杂Er³⁺的CdS纳米带三波段光导型红外探测器。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种掺杂Er³⁺的CdS纳米带三波段光导型红外探测器，其特征在于，该掺杂Er³⁺的CdS纳米带三波段光导型红外探测器包括：纳米带、欧姆接触区、三档放大器、引出电极；欧姆电极的制作是准确探测三波段光的保证，由沉积钛、金金属组成，并在300℃退火形成金钛合金才能保证材料与电极接触为欧姆接触区；

纳米带设置在欧姆接触区之间，三档放大器设置在三波段光导型红外探测器的前端，引出电极连接三档放大器。

纳米带的长度为数十微米，宽度5-10微米，厚50-80纳米，这样才能保证可用掩摸板方法制作电极，并保证器件光导性质良好。

掺杂Er³⁺的CdS纳米带三波段光导型红外探测器能准确探测波长为457.5纳米，620纳米，955纳米的光。其理论基础是对应这三个波长附近2-3纳米附近的光器件电导迅速增大，偏离这三个中心波长的光超过5纳米，则电导迅速碱小，体现在电流由大到小的剧烈变化，从而实现其光探测功能。

掺杂Er³⁺的CdS纳米带三波段光导型红外探测器能探测蓝光、红光和近红外光。根据上一条的理由，当中心波长为457.5纳米，620纳米，955纳米的光辐射器件时，其电导迅速增加，电极两端加恒压的器件通过的电流迅速减小，通过流过器件的电流变化探测这三个波长的光。由于这三个波长的光颜色分别为蓝光、红光和近红外光，因此说可探测中心波长为457.5纳米，620纳米，955纳米蓝光、红光和近红外光。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型设置三档放大器，采用了不同波长的光辐照器件，使得波长为457.5纳米，620纳米，955纳米等3个波长附近的光辐照时纳米带器件的电导大大幅度增加，通过掺杂Er³⁺的CdS纳米带三波段光导型红外探测器可作为探测波长为457.5纳米，620纳米，955纳米的三波段光导型探测器。本实用新型的探测器可探测蓝光、红光和近红外光，实现了三波段的红外探测，弥补了现有的探测器存在的探测波长单一的问题。

附图说明