一种新型红外探测器的介绍_量子点红外探测器_刘炜
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6.4.3 量子阱红外探测器页数:29
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量子阱红外探测器(QWIP)调研报告页数:33
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量子阱红外探测器QWIP调研报告.doc页数:33
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量子阱红外焦平面探测器的发展概况页数:17
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6.4.3 量子阱红外探测器
6.4 红外焦平面探测器红外焦平面探测器◆焦平面的概念与基本结构◆肖特基势垒探测器◆量子阱与量子点探测器◆倒装互连技术6.4 红外焦平面探测器6.4.3 量子阱与量子点探测器量子阱与量子点探测器量子阱探测器量子阱红外探测器❖量子阱红外探测器(QWIP)是随着分子束外延技术及量子阱超晶格材料的发展，利用GaAs/GaAlAs量子阱子带间红外光电效应制备的高灵敏红外探测器；它具有InSb、HgCdTe同样的性能，可实现大面积、均匀性高，且与目前的GaAs工艺兼容；❖通过改变量子阱宽度和势垒高度对带隙宽度进行人工剪裁，可方便地获得6～20μm光谱范围的响应，通过在GaAs势阱层内增加InGaAs材料，短波长可扩展到3μm。
通过改善量子阱能带参量可以实现光谱响应大范围调节，在2~20μm 的范围内均可工作；有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）量子阱红外探测器❖当器件正偏时，电压增大，光电信号减少；零偏时，光电信号较大；反偏时，电压增大，光电信号增大量很少，达到饱和。
故量子阱探测器具有明显的整流特性；❖能带与掺杂分布的不对称性，使得整个N型区有类似于P-N结的特性，故具有向长波延伸的条件。
❖从1987年贝尔实验室研制出第一个GaAlAs/GaAs量子阱红外探测器以来，该技术得到了迅速发展，成为三十多年来红外探测器领域研究的新热点。
❖下图为GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器子带吸收的能带示意图，量子阱导带内基态电子(或空穴)在红外辐射作用下，向高能带跃迁，并在外电场作用下做定向运动，形成与入射光强成正比的光电流。
量子阱的基本结构❖Levine等人利用该原理试制出了最初的量子阱红外探测器。
该量子阱红外探测器是采用分子束外延法交替生长GaAs阱和AlGaAs势垒50个周期构成的超晶格结构。
量子阱红外探测器量子阱探测器的基本工作模型量子阱红外探测器工作的基本模型❖束缚态－束缚态跃迁：量子阱中的两个子能带均为束缚态，在红外辐射的作用下，电子从基态被激发到第一激发态（光谱响应窄），处于受激态的电子在外加较大偏压电场的作用下，穿过薄势垒顶部产生隧道贯穿，并以热电子形式输运，形成光电流；❖束缚态－束缚态跃迁：量子阱中的两个子能带均为束缚态，在红外辐射的作用下，电子从基态被激发到第一激发态（光谱响应窄），处于受激态的电子在外加较大偏压电场的作用下，穿过薄势垒顶部产生隧道贯穿，并以热电子形式输运，形成光电流；❖束缚态－自由态跃迁：当势阱宽度进一步减小时，子能级的束缚态会在势阱中上升，形成高于势垒的自由态(或连续态)（光谱响应较宽），在红外辐射作用下，使电子直接从势阱进入自由态，在较小外加偏压作用下形成光电流；❖多量子阱跃迁：由两种不同半导体材料薄层交替生长形成多层结构（A/B/A/B…），两种跃迁方式均存在的多个量子阱探测器模型。
采用量子点材料的高性能荧光传感器设计
采用量子点材料的高性能荧光传感器设计随着科技的不断进步，荧光传感器在生物学、生化学、环境科学等领域得到了广泛的应用。
传统的荧光传感器具有灵敏度低、响应速度慢、易于受到外部干扰等缺点，为了克服这些缺点，科研人员开始寻找新的传感材料。
近年来，量子点材料逐渐成为荧光传感器的研究热点。
量子点材料的直径在1-10纳米之间，具有优异的光学特性和机械特性，可广泛应用于光电子学、生物医学和生态环境保护领域。
量子点荧光传感器拥有灵敏度高、响应速度快、稳定性强等优点，可以用于检测环境中各种材料和生物体内的物质。
采用量子点材料的高性能荧光传感器应用一、量子点材料的荧光传感器设计量子点材料的荧光传感器设计通常由荧光量子点、作为荧光基质的聚合物以及灵敏分子构成。
荧光量子点作为荧光基团，具有可调谐荧光波长和狭窄发射谱的特点，可以实现分子级别的检测。
在传感分析过程中，荧光量子点吸收周围分子的能量，这些分子通过氧化还原反应改变荧光量子点的电荷转移，导致其发光发生改变，从而实现荧光检测。
荧光量子点与聚集物的组合形式也很重要。
聚集体复合物的形成可以与靶分子发生作用，并将分子从环境中分离出来。
形成的聚集体大大增加了量子点荧光信号的灵敏度和响应速度。
二、量子点材料的应用领域1.生物医学领域采用量子点材料的荧光传感器在生物医学领域中有许多应用。
例如，生物分子的序列分析、信号传递研究、分子成像和生物传感检测等。
在纳米尺度下，荧光传感器能够实现单个细胞和分子的检测，进一步推进了荧光探针和荧光成像技术的发展。
同时，量子点材料的优异稳定性，使其在生物医学领域中得到广泛应用。
2.环境保护领域在环境保护领域，采用量子点材料的荧光传感器可以用于检测水、土壤、大气中的重金属、有机污染物和有毒物质等。
量子点材料能够实现微纳米级别的检测，比传统的荧光传感器有更高的灵敏度和准确性。
3.食品安全检测采用量子点材料的荧光传感器可以应用于食品中有害物质的检测。
例如，重金属、农药、有毒菌物质等。
新型量子点红外探测器
译 ） 博 士和 美 国密歇根 大 学艾 伦 ・ 亨特 教
为。
研 究小组 将 电极应 用 于 纳米 大 小 的仪
器 ，制成 了一 种 超小 型化 学 分 析装 置 ，并 用细微 加工技 术 将其 集 成在 硬 币 大小 的芯
片里 ，由此开 发 出超 小 型血 液 检 测 仪 ，只
授 率领 的联 合研 究 小组 利 用某 些 绝缘 体 在 纳米级 时具 有 导 电性 的原 理 ，成 功 开发 出 可测定 红 血球 大小 等各 类 血 液指 标 的超 小 型血 液检测 仪 。 该 研究 小组 通 过实 验 证 明 ，玻璃 等 非 导 体分 解 至纳 米 大小 时 ，具有 同普 通半 导 体 一样 的 导 电性 ，只 要输 入很 低 的 电压 ，
从 根本 上 取决 于 在去 除 干扰 后 所 能接 收 到
设 备加 以改进 。研 究 人 员 预计 ，该设 备 在 灵 敏度 上至少 还有 ２ ０倍 的提 升空 间。 负 责此项研 究 的伦 斯 勒 理 工 学 院物 理 学 教授林 善瑜 （ 音译 ） 称 ，这一 实 验为 新
的光线 的多寡 。 目前 大 多数 红 外探 测 器 都 以碲镉 汞 技术 （ Ｔ 为 基 础 。该元 件 对 ＭＣ ） 红 外辐 射极 为 敏 感 ，可 获得 较 强 信 号 ，但 同时也 面 临着无 法 长 时 间使 用 的缺 憾 （ 信
超小 型 医疗设 备 。
功 了液体玻 璃 纳米 电极 ，其在 制 造微 流 体 实验 室 芯 片 （ ａ— ｏ— ａ ｈｐ 等 尖 端 Ｌ ｂ ｎ —ｃ ｉ ） 医疗设 备 或纳米 大 小 的半 导 体方 面 大有 作
该研 究 结 果 刊 登 于 《自然 ・纳 米 技
术》 网络版 。
为。
研 究小组 将 电极应 用 于 纳米 大 小 的仪
器 ，制成 了一 种 超小 型化 学 分 析装 置 ，并 用细微 加工技 术 将其 集 成在 硬 币 大小 的芯
片里 ，由此开 发 出超 小 型血 液 检 测 仪 ，只
授 率领 的联 合研 究 小组 利 用某 些 绝缘 体 在 纳米级 时具 有 导 电性 的原 理 ，成 功 开发 出 可测定 红 血球 大小 等各 类 血 液指 标 的超 小 型血 液检测 仪 。 该 研究 小组 通 过实 验 证 明 ，玻璃 等 非 导 体分 解 至纳 米 大小 时 ，具有 同普 通半 导 体 一样 的 导 电性 ，只 要输 入很 低 的 电压 ，
从 根本 上 取决 于 在去 除 干扰 后 所 能接 收 到
设 备加 以改进 。研 究 人 员 预计 ，该设 备 在 灵 敏度 上至少 还有 ２ ０倍 的提 升空 间。 负 责此项研 究 的伦 斯 勒 理 工 学 院物 理 学 教授林 善瑜 （ 音译 ） 称 ，这一 实 验为 新
的光线 的多寡 。 目前 大 多数 红 外探 测 器 都 以碲镉 汞 技术 （ Ｔ 为 基 础 。该元 件 对 ＭＣ ） 红 外辐 射极 为 敏 感 ，可 获得 较 强 信 号 ，但 同时也 面 临着无 法 长 时 间使 用 的缺 憾 （ 信
超小 型 医疗设 备 。
功 了液体玻 璃 纳米 电极 ，其在 制 造微 流 体 实验 室 芯 片 （ ａ— ｏ— ａ ｈｐ 等 尖 端 Ｌ ｂ ｎ —ｃ ｉ ） 医疗设 备 或纳米 大 小 的半 导 体方 面 大有 作
该研 究 结 果 刊 登 于 《自然 ・纳 米 技
术》 网络版 。
智能红外微波三鉴探测器
智能红外微波三鉴探测器该款探测器是一种采用了微波多普勒效应、光谱分析、光量子探测等尖端技术的智能红外微波三鉴探测器。
通过对人体发出的远红外光谱，及人体走动产生多普勒频移进行智能分析、量化计算，准确地对人体移动方向作出识别，采用“微波+红外+微处理器”三鉴综合探测分析技术，使探测器更加稳定、能更有效防止误报。
适合在现代家居中对阳台、落地窗、超大窗户环境下的监控。
产品主板示意图：一、主要功能特点：1、超强的抗干扰能力和电击保护；2、自动脉冲调节；3、多工作模式：1）普通模式（两次报警最小时间间隔为5秒）；2）可单独使用红外或微波探测而且距离可调；4、红外微波双重监测、微处理器分析，超强灵敏、稳定，远离误报；5、精细的全范围温度补偿；6、红外灵敏度、微波范围可调节；7、DC12V供电。
二、工作原理：1、将DC12V电源接入标有DC12V的接线端子，把电源接通，红、黄、绿三个指示灯全亮并闪烁；2、自检60秒后进入正常工作状态；3、当敏感区内有人体移动，如黄色指示灯亮，则表示微波已探测到；如绿色指示灯亮，表示红外已探测到；只有黄、绿二个指示灯都亮才会发出报警信号，同时亮红色指示灯；4、若单独跳线在红外模式下，此时微波不工作，只要红外探测到有人体在敏感区内移动，绿红灯亮，则发出报警信号；5若单独跳线在微波模式下，此时红外不工作，只要微波探测到有人体在敏感区内移动，黄红灯亮，则发出报警信号；三、技术指标：工作电压：DC 12V 供电；工作电流：正常探测电流60mA；红外部分如下：探测角度：上下110°、左右84°；覆盖范围：图2；探测距离：三级可调：6m、8m、12m；感应器：特制低噪双元结构；抗电磁干扰：≥30V/m；抗白光干扰：≥6500LUX；微波部分如下：工作频率：10.525GHz；覆盖范围：15 X15m；灵敏度：6m、8m、12m三级可调；自检：上电自检（上电有60秒钟自检时间）；工作环境：工作温度－20 ℃~60 ℃、相对湿度5%~95%无霜；保存温度：－20 ℃~70 ℃；外形尺寸：125× 63×42mm；四、安装：1、探测器水平安装固定在墙上，定向窗指向外侧，安装高度为2~3米，探测器与窗之间的距离为30-100cm以上，以感应窗为顶点形成一幅远达15~18米，上下角度110度的红外幕帘，在探测距离为15米处，幕帘厚度为1米；2、安装时尽量远离大功率的家电；3、该探测器可安装在室内或室外能防水的地方；4、探测器的安装应使其覆盖整个需探测的区域；5、探测器刚开启时，对周围环境有1分钟左右的感知时间，待智能红外微波三鉴探测器开启1分种后，再进行设防。
红外探测新技术——量子级联探测器 ppt课件
红外探测新技术——量子级联探测器
目前，中国科学院上海技术物理研究所陆卫研究团队在 国际上首次研制了量子级联探测器红外焦平面阵列，该 探测器基于GaAs/AlGaAs材料
，峰值探测波长为8.5微米，位于长波红外波段，面阵规 模达到320×256(81920像素)，并初步进行了红外成像实 验。 量子级联探测
负载小，可用于制备低能耗的成像芯片焦平面阵列。基 于种种优点，量子级联探测器成为微光探测、卫星遥感、 星地高速激光通信以及高对比度红外成
像等应用领域中极具前景的红外探测器件。编辑点评量 子级联探测器通常由两种禁带宽度不同的半导体材料交 替生长而成，通过能带工程将材料的导带
设计成量子阱结构，其探测波长主要受到势垒高度的限 制，可覆盖红外与太赫兹波段。且具有功耗低、发热量 低、热负载小的特点，可用于制备低能耗
பைடு நூலகம்
的成像芯片焦平面阵列，在卫星、通信等领域发挥着重 要作用。(原标题：红外探测新技术——量子级联探测器)
此判断红外光的强弱。由于这种方法基于温度的变化， 而温度变化是一个缓慢的过程，所以这种基于热效应的 红外探测器的感知速度比较慢。现代的红
外探测器大多是基于光电效应而设计的，十分类似于可 见光波段的CCD或者CMOS探测器，也就是广泛用于相机 中的感光部件，差别仅仅是红外探
测器中的光电转换像元是由能够感受红外光波的光电材 料制成。由于光具有波粒二象性，常可将光波称为光子。 光子可直接作用于红外探测器中的电子
，通过能带工程将材料的导带设计成量子阱结构，其探 测波长主要受到势垒高度的限制，可覆盖红外与太赫兹 波段。打个比方，势垒就好比一堵墙，量
子阱就好比墙与墙之间的平地。通过调整墙的厚度、墙 的高度以及墙与墙之间的距离，可以使墙之间存在各式 各样的能级分布。根据量子力学原理，能
目前，中国科学院上海技术物理研究所陆卫研究团队在 国际上首次研制了量子级联探测器红外焦平面阵列，该 探测器基于GaAs/AlGaAs材料
，峰值探测波长为8.5微米，位于长波红外波段，面阵规 模达到320×256(81920像素)，并初步进行了红外成像实 验。 量子级联探测
负载小，可用于制备低能耗的成像芯片焦平面阵列。基 于种种优点，量子级联探测器成为微光探测、卫星遥感、 星地高速激光通信以及高对比度红外成
像等应用领域中极具前景的红外探测器件。编辑点评量 子级联探测器通常由两种禁带宽度不同的半导体材料交 替生长而成，通过能带工程将材料的导带
设计成量子阱结构，其探测波长主要受到势垒高度的限 制，可覆盖红外与太赫兹波段。且具有功耗低、发热量 低、热负载小的特点，可用于制备低能耗
பைடு நூலகம்
的成像芯片焦平面阵列，在卫星、通信等领域发挥着重 要作用。(原标题：红外探测新技术——量子级联探测器)
此判断红外光的强弱。由于这种方法基于温度的变化， 而温度变化是一个缓慢的过程，所以这种基于热效应的 红外探测器的感知速度比较慢。现代的红
外探测器大多是基于光电效应而设计的，十分类似于可 见光波段的CCD或者CMOS探测器，也就是广泛用于相机 中的感光部件，差别仅仅是红外探
测器中的光电转换像元是由能够感受红外光波的光电材 料制成。由于光具有波粒二象性，常可将光波称为光子。 光子可直接作用于红外探测器中的电子
，通过能带工程将材料的导带设计成量子阱结构，其探 测波长主要受到势垒高度的限制，可覆盖红外与太赫兹 波段。打个比方，势垒就好比一堵墙，量
子阱就好比墙与墙之间的平地。通过调整墙的厚度、墙 的高度以及墙与墙之间的距离，可以使墙之间存在各式 各样的能级分布。根据量子力学原理，能
一种新型红外探测器的介绍_量子点红外探测器_刘炜
果 ,而考试一过所记的知识就很快遗忘了 ,因而导 致部分学生对 考试产生抵触情绪。他们宁愿接受学业不良的结果 ,也不愿作出
努力。对于这种 归因 ,一方面我们看到学生把学业的失败归因于
没有努力 ,这对教育者引 导学生形成正确归因是有利的 ;另一方 面我们也应 通过改革考 试内容、改变学生 的认知来 调整学生的 学习态度。
3、量子点红外探测器的基本机构 1998年 , Cho 和 Kim[9]提出了一 种在调制掺 杂异质结 中埋 入量子点的探测器结构 ,在这种结构中 ,量子点处 于高电子迁移
率晶 体管 ( HEM T )结构的二维 电子气之 下 ,在设 计结构时 考虑
到二 维电子气通 道完全耗 尽 ,因此 ,器件 的暗电流很 小 ,器 件的 结构如图 1所示。 该探测器 300K时的响应峰波 长 10. 4μm ,探 测 率 D= 3× 107cm Hz1 /2 /W , 80K 时的 响应 峰波 长 10. 6μm,探 测率 D= 6× 1010cm Hz1 / 2 /W。
习兴趣”排在第一位 ,这与以往的结论中认为学业 成败是努力或 能 力的结果不 同。 这种归因 ,一方面 可以看作是 学生的一 种托
辞 ,“我不努力学习成绩不好是因为我不感兴趣” ,另一方面 也说 明我校的课程设置及不能轻易转专业的 制度束缚了部分学生的
发展。教育者应指导学生不能跟着兴趣走 ,同时我们也应增设一 些新兴课程、加大选修课的比例 ,以满足学生不同 需要。
其次 ,由于 M BE技术在制 备超晶格材料 上的成熟 艺 ,利用 M BE技术可以比较容易的设计制备出符合 (下转第 39页 )
— 37 —
科技信息
博士· 专家论坛
趣、注意 力、教学 质量、平时 努力、临时 努力、学 习方 法、学习 条
努力。对于这种 归因 ,一方面我们看到学生把学业的失败归因于
没有努力 ,这对教育者引 导学生形成正确归因是有利的 ;另一方 面我们也应 通过改革考 试内容、改变学生 的认知来 调整学生的 学习态度。
3、量子点红外探测器的基本机构 1998年 , Cho 和 Kim[9]提出了一 种在调制掺 杂异质结 中埋 入量子点的探测器结构 ,在这种结构中 ,量子点处 于高电子迁移
率晶 体管 ( HEM T )结构的二维 电子气之 下 ,在设 计结构时 考虑
到二 维电子气通 道完全耗 尽 ,因此 ,器件 的暗电流很 小 ,器 件的 结构如图 1所示。 该探测器 300K时的响应峰波 长 10. 4μm ,探 测 率 D= 3× 107cm Hz1 /2 /W , 80K 时的 响应 峰波 长 10. 6μm,探 测率 D= 6× 1010cm Hz1 / 2 /W。
习兴趣”排在第一位 ,这与以往的结论中认为学业 成败是努力或 能 力的结果不 同。 这种归因 ,一方面 可以看作是 学生的一 种托
辞 ,“我不努力学习成绩不好是因为我不感兴趣” ,另一方面 也说 明我校的课程设置及不能轻易转专业的 制度束缚了部分学生的
发展。教育者应指导学生不能跟着兴趣走 ,同时我们也应增设一 些新兴课程、加大选修课的比例 ,以满足学生不同 需要。
其次 ,由于 M BE技术在制 备超晶格材料 上的成熟 艺 ,利用 M BE技术可以比较容易的设计制备出符合 (下转第 39页 )
— 37 —
科技信息
博士· 专家论坛
趣、注意 力、教学 质量、平时 努力、临时 努力、学 习方 法、学习 条
新型微纳红外探测器
新型红外探测器研究进展
PbS量子点光电二极管
Jason Clifford, et. al. Nature Nanotechnology, 2008, 4, 40.
新型红外探测器研究进展
PbS量子点红外探测器
更小的相机，更准确的颜色还原
新型红外探测器研究进展
PbS量子点红外探测器
全局快门有助于实现清晰的运动成像 动态变焦
课题组研究工作介绍
波长可区分探测器
课题组研究工作介绍
纳米尺度红外光学天线
4rd Gen 像元级光场聚焦， 光学滤波与偏振选择
下一代红外探测器芯片中的关键技术
3rd Gen 双色探测: 同一像元上两层薄膜纵向堆叠 2rd Gen 分立光学元件(如透镜) + 像元阵列
像元级集成光学信息处理功能的红外探测器芯片
课题组研究工作介绍
Referen ce Electric field [V/µ m] Dark current [A] 3.2× 10-5 [Vg=10 V] 1× 10-8 [Vg=0] 2.6× 10-7[Vg=-100 V] 5× 10-3 [Vg=0] 4.5× 10-9[Vg=-10 V] Spectral coverage [nm] SnS2 PbS QDs MoS2/PbS G/PbS SnS2/PbS [22] [8] [14] [13] This work 2 20 0.33 0.05 0.1 <600 400-1500 400-1500 400-1500 400-1000
气体检测
汽车尾气排放
室内空气污染
红外气体传感器 ——最为准确和 安全的气体传感 技术！
红外探测器的发展和应用
发展历程
3rd Gen 双色探测: 同一像元上两层薄膜纵向堆叠 4rd Gen 像元级光场聚焦， 光学滤波与偏振选择
【CN109738411A】一种基于量子点荧光猝灭的仿生阵列传感器及其应用【专利】
2 .一种基于碲化镉量子点荧光猝灭的仿生阵列传感器，其特征在于以CdTe-TGA量子点 为荧光染料 ，分 别以 4种缓冲溶液分 别作为缓 冲体系 ，构建一个4乘4的阵 列传感器 ，阵 列传 感器的 首行或首 列反应孔中 均为Cd Te-TGA量子点溶液 ；4 种缓 冲溶液分 别以 高 浓度、中 浓 度、低浓度三种浓度梯度与CdTe-TGA量子点溶液混合，组成仿生阵列传感器的剩余反应孔。
3 .根据权利要求2所述的一种基于碲化镉量子点荧光猝灭的仿生阵列传感器，其特征 在于所述4种缓冲溶液为缓冲溶液Ⅰ、缓冲溶液Ⅱ、缓冲溶液Ⅲ、缓冲溶液Ⅳ ，pH范围分 别为 7-7 .5，7 .5-8 .0，8 .0-8 .5，8 .5-9 .0。
4 .根据权利要求2所述的一种基于碲化镉量子点荧光猝灭的仿生阵列传感器，其特征 在于所述高浓度缓冲溶液的浓度均为3-10 mmol/L，中浓度缓冲溶液的浓度均为2-5 mmol/ L，低浓度缓冲溶液的浓度均为0-1 .5 mmol/L。
发明内容 [0005] 本发明为了解决上述量子点荧光猝灭检测和仿生阵列传感器检测的缺陷，提供了 一种仅使用一种酸敏感CdTe-TGA量子点结合不同浓度和类型的缓冲液组成的阵列传感器， 具有制作简单、成本低廉和容易量产等优点，并能被广泛用于多种富含有机酸样品的鉴别。 [0006] 本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为： [0007] 一种基于碲化镉(CdTe)量子点荧光猝灭的仿生阵列传感器，以CdTe-TGA量子点为 荧光染料 ，分 别以 4种缓冲溶液分 别作为缓 冲体系 ，构建一个4乘4的阵 列传感器 ，阵 列传感 器的 首行或首列反应孔中 均为Cd Te-TGA量子点溶液 ；4种缓冲溶液分 别以 高浓度、中浓度、 低浓度三种浓度梯度与CdTe-TGA量子点溶液混合，组成仿生阵列传感器的剩余反应孔。 [0008] 按上述方案，所述4种缓冲溶液分别标记为缓冲溶液Ⅰ、缓冲溶液Ⅱ、缓冲溶液Ⅲ、 缓冲溶液Ⅳ。其中 ，缓冲溶液Ⅰ、缓冲溶液Ⅱ、缓冲溶液Ⅲ、缓冲溶液Ⅳ的pH范围分别为77 .5，7 .5-8 .0，8 .0-8 .5，8 .5-9 .0。例如，缓冲溶液Ⅰ、缓冲溶液Ⅱ、缓冲溶液Ⅲ、缓冲溶液Ⅳ分 别可选择磷酸盐缓冲液，乙酸钠、柠檬酸三钠和磷酸氢二钠溶液。 [0009] 按上述方案，所述4种高浓度缓冲溶液的浓度均可在3-10mmol/L范围内选择，4种 中浓度缓冲溶液的浓度均可在2-5mmol/L范围内选择，4种低浓度缓冲溶液的浓度均可在0-
3 .根据权利要求2所述的一种基于碲化镉量子点荧光猝灭的仿生阵列传感器，其特征 在于所述4种缓冲溶液为缓冲溶液Ⅰ、缓冲溶液Ⅱ、缓冲溶液Ⅲ、缓冲溶液Ⅳ ，pH范围分 别为 7-7 .5，7 .5-8 .0，8 .0-8 .5，8 .5-9 .0。
4 .根据权利要求2所述的一种基于碲化镉量子点荧光猝灭的仿生阵列传感器，其特征 在于所述高浓度缓冲溶液的浓度均为3-10 mmol/L，中浓度缓冲溶液的浓度均为2-5 mmol/ L，低浓度缓冲溶液的浓度均为0-1 .5 mmol/L。
发明内容 [0005] 本发明为了解决上述量子点荧光猝灭检测和仿生阵列传感器检测的缺陷，提供了 一种仅使用一种酸敏感CdTe-TGA量子点结合不同浓度和类型的缓冲液组成的阵列传感器， 具有制作简单、成本低廉和容易量产等优点，并能被广泛用于多种富含有机酸样品的鉴别。 [0006] 本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为： [0007] 一种基于碲化镉(CdTe)量子点荧光猝灭的仿生阵列传感器，以CdTe-TGA量子点为 荧光染料 ，分 别以 4种缓冲溶液分 别作为缓 冲体系 ，构建一个4乘4的阵 列传感器 ，阵 列传感 器的 首行或首列反应孔中 均为Cd Te-TGA量子点溶液 ；4种缓冲溶液分 别以 高浓度、中浓度、 低浓度三种浓度梯度与CdTe-TGA量子点溶液混合，组成仿生阵列传感器的剩余反应孔。 [0008] 按上述方案，所述4种缓冲溶液分别标记为缓冲溶液Ⅰ、缓冲溶液Ⅱ、缓冲溶液Ⅲ、 缓冲溶液Ⅳ。其中 ，缓冲溶液Ⅰ、缓冲溶液Ⅱ、缓冲溶液Ⅲ、缓冲溶液Ⅳ的pH范围分别为77 .5，7 .5-8 .0，8 .0-8 .5，8 .5-9 .0。例如，缓冲溶液Ⅰ、缓冲溶液Ⅱ、缓冲溶液Ⅲ、缓冲溶液Ⅳ分 别可选择磷酸盐缓冲液，乙酸钠、柠檬酸三钠和磷酸氢二钠溶液。 [0009] 按上述方案，所述4种高浓度缓冲溶液的浓度均可在3-10mmol/L范围内选择，4种 中浓度缓冲溶液的浓度均可在2-5mmol/L范围内选择，4种低浓度缓冲溶液的浓度均可在0-
基于量子点红外探测器暗电流模型研究
基于量子点红外探测器暗电流模型研究WANG Zheng【摘要】量子点红外探测器对比其他半导体光电探测器而言有很多优点.因此对于从理论上对量子点红外探测器进行研究是很有必要的,本文通过分析量子点激光器暗电流产生的原因,并对影响量子点红外探测器暗电流的原因进行了量化,建立了一个能表征量子点红外探测器暗电流的一个模型和算法并根据探测器的实际情况简化了该模型,通过对该模型的分析量子点红外探测器暗电流与温度、量子点密度和量子点侧面尺寸有关.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)023【总页数】5页(P89-93)【关键词】量子点红外探测器;暗电流;电子激发;电势分布【作者】WANG Zheng【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TN362红外探测技术是利用目标与背景之间的红外辐射差异获得红外图像从而确定目标的技术。
因此在军事和民用上有着广泛的应用[1]。
而红外探测器是决定红外探测系统性能的核心器件。
主流的红外探测器有运用广泛的HgCdTe（碲镉汞）、InSb（锑化铟）、PbS（硫化铅）探测器和InGaAs/InAs（铟镓砷/铟砷）超晶格为材料的红外探测器。
而现在由于GaAs工艺的成熟，材料均匀性好，抗辐照以及低成本这些优点，利用量子效应工作的新型红外探测器也成为趋势，其中的代表为量子阱红外探测器（Quantum Well Infrared Photodetectors，QWIPs）和量子点红外探测器（Quantum Dot Infrared Photodetectors，QDIPs）[1]。
有结果表明随着暗电流的增加，会让量子阱红外探测器的贡献出电子的施主杂质分布不均匀而影响探测器的工作效率，而量子点红外探测器由于将量子阱的结构换成了点阵式的结构，所以更加灵敏并且有更高的光电增益。
在本次文章中，根据文献[2]的结论将量子点红外探测器处于一个黑暗的环境中，不让它受到光照的影响，通过本次提出的算法，将对于它的一些重要参数进行分析并得出影响量子点红外探测器的参数。
远红外量子探测器
远红外量子探测器
佚名
【期刊名称】《光学仪器》
【年(卷),期】2003(25)4
【总页数】1页(P38-38)
【关键词】远红外量子探测器;日本东京大学;测辐射热计;掺杂;二维电子回旋共振【正文语种】中文
【中图分类】TN215
【相关文献】
1.一种新型红外探测器的介绍——量子点红外探测器 [J], 刘炜
2.高灵敏度量子点-量子阱光电探测器的大动态范围读出设计 [J], 王永攀;郭方敏
3.日本制成量子霍耳远红外光电探测器 [J], 高国龙
4.在远红外工作的量子阱红外光电探测器 [J],
5.GaAs／GaAlAs中红外量子阱探测器和双色量子阱红外探测器 [J], 张耀辉;江德生;夏建白;刘伟;崔丽秋;杨小平;宋春英;郑厚植;周增圻;林耀望
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纪 40年代初 ,才产生了以硫化铅红外探测器为代表的光电 型的 红外探测器。到了 20世纪五六 十年代 ,锗、硅掺杂型探测器和碲
化铟都相继出现。 80年代初期 ,出 现了新型的碲镉汞 ( Hg Cd Te) 探测器 ,大大提高了探测器的探测率和响应率。然而随着对于探
测器 均匀性 和大面 积阵列的 要求越 来越高 , Hg Cd Te 材料的 不
布在量子 点中的子 带间能量处 于中红外 谱区 ,因 此量子点 可用
来制作长波红外辐射源的探测器。同时 ,由于其特有的声子瓶颈
效应的存在 [7] ,使得其中载流子的弛豫时间变长。长的弛豫时间
可确 保光生载流 子长时间 停留在激发 态 [8 ] ,从而对光 电流做 出 更多的贡献 ,从而改善探测器性能。
均匀性影 像日益显 著 ,这就 要求其他 更先进的生 长技术来 满足
材料的需求。 而分子束外延 ( M BE)生长的 Ga As /Al Ga As 材料
体系正好 可以弥补 这样的不足 ,且通 过能带剪裁 也可以在 子带 间形成合适的吸收带进行红外吸收。这样就在 80年代后期出现
了 Ga As /A lGa A s的量子阱红外探测器 ( QW IP) [1 ]。这种探测器
相应 ,电子的结 构也将从体 相的连续 能带结构变 成类似原 子的 分裂能级。且随着量子点尺寸的减小 ,其 分裂的能级间距也会变 大。
通过 无限深势阱 的理想化 假设 ,可 以计算得 到不同形状 量 子点的本征能量、波函数以及有效态密度 [5]。 结果表明 ,其 电子
能量在三个维度上都是量子化的 ,随着该方向的尺寸的减小 ,该 方向量子化能级间距增大 ,量子化效应变明显。 实际中 ,由 于不
五、本研究的局限和 进一步发展 由于时间、精力和水 平的原因 ,本研究还存在许多问题。 首
先 ,由 于大三学 生即将毕业 ,每个 班级中人数 不是很全 ,其抽样 调查不完全具有说明性。 其次 ,本 研究主要是通过问卷进行的 ,
在编制问卷 时虽然根据 了威纳的 归因理论 ,但编制 的题目的针 对性、有效性可能有待改 善。 最后 ,只分析了大学中学业不良者
的阵列现在已经可以做到 640× 512的面阵 ,均匀性良 好。 其缺 点在于工艺复杂 ,暗电流大 ,工作温度低 ,需要液氮制冷等。随着
半导体材料限制维度的增加 ,纳米量子点的研究成为热点 , 1996
年首次出现了量子点红外探测器 ( Q DI P)的模型 [2]。
1、半导体量子点的基本性质 半导 体量子点材 料 [3 ]是一 种纳米材 料 ,其三维尺 寸大小 与
[关键词 ]量子点 量子尺寸效应 红外探 测器 引言
自从 1800年 英国天 文学家 F· W· 赫歇 尔发现 红外辐 射
至今 ,红外技术的发展经历了约两个世纪。 从那时开始 ,红 外辐 射和 红外 元件、部件 的科学 研究 开始 逐步发 展 ,但一直 比较 缓
慢 ,且研制成的红外探测器也主要是热敏型探测器。 直到 20世
量子 尺寸效应 [4]描述的物 理实事是 ,当 半导体材 料从体 相 逐渐减小 到如电子 在该材料中 的德布罗 意波长以后 ,其中 载流 子的运动将受到强量子封闭性的限制 ,导致其能量的增加。与此
1999 年 , Phillips 和 Bhattachar ya 等 研 制 了 由十 层 InAs / Ga ( Al) As量子点 为有源区的 红外探测 器 [11]。 探 测波长范 围 6 ～ 8μm; T = 40K 时 ,响应率 10— 100m A /W ,探测率 ( 1— 10)× 109cm Hz1 / 2 / W。 同年 , Lee和 Hir akawa 等人 [12 ]采用以 AlGa As 为势垒 ,把 InAs量 子点长 在 Ga As 阱中作 为人工 杂质的 结构 , 厚度为 30nm 的 AlGa As 层采用硅 δ掺杂为量子点提供电子 (掺 杂浓度为 1× 1011 cm- 3 ) , Ga As阱层厚 100nm , In As点长在距两 侧 异质界 面 50nm 的 Ga As阱 层的中 间。 这个 结构 的特点 是: ( 1)生长量子点时采用低温 ( 470℃ ) ,使量子点的尺寸 较小 ,每个
电 子态结 构 ,可 以实现 对量 子点 器件的 电学 和光学 性质 的“剪 裁”。
2、量子点红外探测器原理
在光 电型探测器 中 ,目 前应用比较 广泛的碲 镉汞探测器 是
基于 带间跃迁机 制制成的 半导体红外 探测器 [6] ,其探 测效率 低
且需冷却至低温方能工作 ,因而其应用受到限制。因此人们开始
3、量子点红外探测器的基本机构 1998年 , Cho 和 Kim[9]提出了一 种在调制掺 杂异质结 中埋 入量子点的探测器结构 ,在这种结构中 ,量子点处 于高电子迁移
率晶 体管 ( HEM T )结构的二维 电子气之 下 ,在设 计结构时 考虑
到二 维电子气通 道完全耗 尽 ,因此 ,器件 的暗电流很 小 ,器 件的 结构如图 1所示。 该探测器 300K时的响应峰波 长 10. 4μm ,探 测 率 D= 3× 107cm Hz1 /2 /W , 80K 时的 响应 峰波 长 10. 6μm,探 测率 D= 6× 1010cm Hz1 / 2 /W。
件、与教师的关系属于外因。 以上数据显示 ,学生把自己的 学业 不良主要归于内因 ,内因倾向大于外因倾向。 内因中学习兴趣、
注 意力、努 力是最主 要的原因。 外因 中学生较为 倾向于教 学质 量。
四、讨论 (一 )学生对自己学业水平的高估倾向
从实际的学业不良学生的比例与测 验中学生自我评价的比
例的对比 中 ,我 们发现学业 不良者对 自己的学习 成绩有高 估倾
其次 ,由于 M BE技术在制 备超晶格材料 上的成熟 艺 ,利用 M BE技术可以比较容易的设计制备出符合 (下转第 39页 )
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趣、注意 力、教学 质量、平时 努力、临时 努力、学 习方 法、学习 条
件、 与教师的关系、适应能力。其中学习兴趣、 注意力、平时努力、 临 时努力、学 习方法、适 应能 力内属 于内 因 ; 教学质 量、学习 条
在内因中 ,学生还有 “注意力”方面的归因 ,学生之所以有这
种归因 ,可能是没有良好 的学习习惯 ,但笔者认为主要的原因还 在于教师的教学。在外因中 ,学生归因最主要的是教师的教学质 量 ,此 外教师的 人格、师 生关系、对学生的 期望等方 面学生也有 归因倾向。这表 明教师对学生的学业不良也有一定责任。教师应 从自己的 教学入手 ,增强课 堂教学的 吸引力、提高教学 质量 ;大 学教师应改 变“除 了课堂课 下师生接触 很少”的局面 ,密切师生 关系 ,利用期望效应、人格感染推动学生的发展。
同形状的 量子点的 限制势不同 ,会对 量子点的态 密度和电 子本 征能量产生影响。所以 ,对量子点的形貌 和尺寸的控制及实验观 察是非常重要的。 通过控制量子点的几何形状和 尺寸可改变其
量子点只存在一个束缚态。 ( 2)以高迁移率的 AlGa As /Ga As异 质界面作为光生载流子的传导通道。( 3)量子点和异质界面之间 的距离足够大 ( 50nm) ,以获得长寿命的载流子。
4、 量子点红外探测器的优点: 作为光 电型探测器 ,与目前 获得广泛 应用的 Hg Cd T e红外 探测 器相比 较 , Q DI P有 很多 的优 点 [14] [15 ] , 集中 表现 在以 下几 点:
首先 ,量子点红 外探测器利 用的是零 维超晶格材 料能带中 分裂出来的子带吸收 ,可 以在红外范围内进行调节 ,使之满足不 同波段的红外探测器要求 ,如 3- 5μm或者 8- 12μm。
电子在该 材料中的 德布罗意波 长处在同 一个量级 ,因而对 其中 的载流子 (如电子、空穴和激子 )有强三维量子限制作用。由于电 子 (或空穴 )被束缚 在一个相对 小的区域 内 ,于是 宏观上就 表现
出一系列新颖的物理特性 ,其最基本的特性就是量子尺寸效应 , 并且它也是制作 Q DIP的理论依据。
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一种新型红外探测器的介绍
— — 量子点红外探测器
武汉大学物理科学与技术学院 刘 炜
[摘 要 ]本文简单介绍了半导体量子点材 料的基本性质及相应的 红外探测器 的工作原理 ,并举 例讨论了几 种典型的
量子点红外探测器的结构。 最后 ,对量子点红外探测器的主要优点进行了总结。
习兴趣”排在第一位 ,这与以往的结论中认为学业 成败是努力或 能 力的结果不 同。 这种归因 ,一方面 可以看作是 学生的一 种托
辞 ,“我不努力学习成绩不好是因为我不感兴趣” ,另一方面 也说 明我校的课程设置及不能轻易转专业的 制度束缚了部分学生的
发展。教育者应指导学生不能跟着兴趣走 ,同时我们也应增设一 些新兴课程、加大选修课的比例 ,以满足学生不同 需要。
2001 年 , Stiff 等人 [13]研 制的 InAs /Ga As量子 点中 红外探
测器也 是以 10层 InAs /Ga As 量 子点 为有源 区 ,其结 构如图 2 所示。 该探测器的工作温度范围是 78— 150K ,当 T= 100K, V b = 0. 1V 时 , Id= 1. 7pA; 加入 Al0. 3 Ga0. 7 As 电流 阻挡层 后 , T = 100K, V b= 0. 3V 时 ,峰 值探测 率 D达 3× 109cm Hz1/ 2 / W ,峰 值响应率达 2mA /W。
研究在量子限制结构中基于子带内跃迁 的半导体器件。 由半导
体异质结的理论可知 ,在宽禁带的材料中包裹窄禁带材料 ,就会 在两种材料的导带 (或价带 )中出现能带的断续 ,并形成电子 (或
空穴 )势阱。通过将势阱中的电子相应的光信号。由于以一定间隔分
果 ,而考试一过所记的知识就很快遗忘了 ,因而导 致部分学生对 考试产生抵触情绪。他们宁愿接受学业不良的结果 ,也不愿作出