【光學(xué)前沿】中國電科 11 所碲鎘汞薄膜材料制備的技術(shù)進(jìn)展與應用突破
碲鎘汞薄膜材料因其獨特的性能而備受關(guān)注。中國電科11所在這一領(lǐng)域取得了顯著(zhù)的技術(shù)進(jìn)展,讓我們一同來(lái)深入了解。
首先,在碲鋅鎘襯底材料制備方面,自2014年起,11所就致力于垂直梯度凝法技術(shù)路線(xiàn)的研究。經(jīng)過(guò)不斷努力,在晶體生長(cháng)尺寸上實(shí)現了突破,能夠批量化生產(chǎn)多種規格的<111>晶向碲鋅鎘襯底。通過(guò)一系列創(chuàng )新技術(shù),如溫場(chǎng)設計、籽晶引晶定向生長(cháng)技術(shù)、雙層坩堝生長(cháng)體系和Cd源分壓控制技術(shù)等,成功解決了組分均勻性、孿晶、熱應力、位錯密度、二次相夾雜等難題,同時(shí)顯著(zhù)提升了對襯底面型的控制能力和表面精加工質(zhì)量。
液相外延碲鎘汞薄膜材料制備也成果斐然。他們采用富碲水平液相外延和富汞垂直液相外延兩種薄膜生長(cháng)技術(shù),在高均勻性、低位錯密度、大尺寸富碲液相外延碲鎘汞材料批量制備方面取得重要進(jìn)展,并且在富汞垂直液相外延雙層異質(zhì)結材料制備上實(shí)現突破。目前,已具備多種規格尺寸碲鎘汞外延薄膜的大批量生產(chǎn)或小批量制備能力,在均勻性控制和位錯缺陷抑制方面表現出色,雙層異質(zhì)結材料的各項性能指標也達到令人滿(mǎn)意的水平。
分子束外延碲鎘汞薄膜材料制備同樣成績(jì)突出。11所已具備在3-6英寸硅(Si)襯底和50mm×50mm規格碲鋅鎘襯底上制備低缺陷、高均勻性碲鎘汞材料的能力,有力地支撐了低成本、大面陣紅外探測器的研制。特別是在高性能3英寸、4英寸硅基碲鎘汞材料批量制備方面進(jìn)入工程化應用階段,6英寸硅基碲鎘汞材料制備工藝也成功開(kāi)發(fā),各項性能指標表現優(yōu)異。此外,還開(kāi)發(fā)出了分子束外延碲鋅鎘基碲鎘汞材料工藝,材料工藝重復性良好,性能指標達到較高水平。
在碲鎘汞紅外探測器驗證方面,成功研制出p-on-n碲鎘汞高溫工作、長(cháng)波、甚長(cháng)波等紅外焦平面器件?;诟豁谒揭合嗤庋又苽涞捻阪k汞能夠滿(mǎn)足1k×1k,2k×2k等大面陣紅外焦平面探測器的工程化應用,硅基碲鎘汞材料更是滿(mǎn)足2.7k×2.7k、4k×4k、5.4k×5.4k、8k×8k等大面陣紅外焦平面探測器的制備需求。
中國電科11所的這些技術(shù)進(jìn)展,為我國在碲鎘汞薄膜材料及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎,也為未來(lái)的科技創(chuàng )新帶來(lái)了更多可能。
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