制冷型红外探测器分类及特点

　　红外探测器是气体红外成像检测仪的核心器件，是探测、识别和分析VOCs气体泄漏的关键。根据工作温度，红外探测器可分为制冷型红外探测器和非制冷型红外探测器。制冷型红外探测器根据其传感器材料又可细分多个类别，下面就大家介绍一下关于“制冷型红外探测器分类及其特点”。

制冷型红外探测器结构

[制冷型红外探测器结构]

　　制冷型红外探测器分类

　　制冷型红外探测器按照MEMS传感器材料的不同可细分为碲镉汞探测器、锑化铟探测器、量子阱探测器、二类超晶格探测器等。

　　碲镉汞红外探测器

　　碲镉汞红外探测器采用的红外半导体材料为碲镉汞，通过调节Cd组分变化，波长可完全覆盖短波、中波、长波和甚长波等整个红外波段。

　　优点：电子有效质量小而本征载流子浓度低，吸收系数大，量子效率高，因而制成的探测器噪声低，探测率高。

　　缺点：碲、镉、汞三种材料是通过离子键结合的方式连接的，其相互作用力小。构成元素汞非常不稳定，容易从碲镉汞材料中逸出从而造成材料的缺陷、材料的不均匀以及器件性能的不均匀，在长波应用时尤其突出。

　　锑化铟探测器

　　锑化铟探测器属于本征吸收，其材料量子效率和响应率高。因此，它可以实现极高的热灵敏度和极好的图像质量，目前已成为重要的中波红外探测器之一。

　　量子阱红外探测器：

　　量子阱红外探测器因其构成材料在能带结构上构成的电子或空穴势阱而得名。外来光子引起的电子或空穴跃迁属于子带间跃迁，在外加电场的作用下载流子被收集形成光电流。

　　优点：构成元素Ga、As与Al、As之间是共价键结合，互作用力大，材料牢固稳定，可耐受天基高能离子辐射，适于制备天基红外探测器。

　　缺点：量子阱红外探测器量子效率低，远远小于碲镉汞材料，在相同的积分时间和光学系统条件下，量子阱长波红外探测器性能比碲镉汞长波红外探测器低。

　　另外量子阱红外探测器为了提高了制冷要求，会相应地增加系统的功耗、缩短制冷机的寿命。

　　二类超晶格：

　　二类超晶主要应用于高性能红外焦平面成像阵列制造中。二类超晶红外探测器具有穿透性强、抗干扰性强、全天候工作等优点。红外焦平面成像阵列，可使整个视场内景物的每一个像元与一个敏感元相对应，光电转换效率更高。

　　与碲镉汞红外探测器相比，二类超晶格的优势主要体现在以下几方面：

　　一、二类超晶格材料的电子有效质量大，在长波范围约为碲镉汞的3倍，尤其在甚长波，随着波长增长，碲镉汞的电子有效质量变小，而二类超晶格材料的电子有效质量却不变。由此决定了二类超晶格探测器带间隧穿电流小，器件暗电流小。

　　二、通过应变对能带结构的调节作用，能有效降低俄歇复合，提高载流子有效寿命，提高器件性能。

　　三、二类超晶格材料构成元素之间化学键强，材料稳定性好，对工艺的要求大大降低，器件产业化优势明显。

　　以上是对“制冷型红外探测器的分类及其特点”的简单介绍，希望对您有所帮助。

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