基于三代红外探测器的一种新型材料——硒镉汞

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ＨｇＣｄＴｅ，ＨｇＣｄＳｅｈａｓｈｉｇｈｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄｉｔｓｇｒｏｗｔｈｉｓｅａｓｉｅｒ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅｉｔｈａｓｍａｔｕｒｅｓｕｂｓｔｒａｔｅ．ＩｔｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈａｔＨｇＣｄＳｅｈａｓｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｂｅａｐｏｗｅｆｕｒｌｉｎｆｒａｒｅｄｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨｇＣｄＳｅ；ＭＢＥ；３ｒｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＩＲＦＰＡｓ
（ＣｄＺｎＴｅ）衬底逐渐成为碲镉汞（ＨｇＣｄＴｅ）红外焦平面探测器发展的瓶颈，大尺寸、低成本Ｓｉ基ＨｇＣｄＴｅ
随着ＩＩＩ —Ｖ族衬底制备及分子束外延ＨｇＣｄＴｅ技术
的成熟，美国陆军实验室（ＡＲＬ）在两年前重新开始ＨｇＣｄＳｅ材料的研究，随后Ｔｅｘａｓ州立大学和Ａｒｉｚｏｎａ
关键词：硒镉汞；分子束外延；第三代焦平面器件中图分类号：ＴＮ２１３文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１．５０７８．２０１３．１０．０２
・综述与评论・
基于三代红外探测器的一种新型材料 —— 硒镉汞
王经纬，巩锋
（华北光电技术研究所，北京１０００１５）
摘
要：介绍了一种新型的红外探测器材料硒镉汞（ＨｇＣｄＳｅ）的最新研究进展，以及其所使用
材料应用而生。经过２Ｏ多年的努力，分子束外延（ＭＢＥ）生长ｓｉ基ＨｇＣｄＴｅ材料和器件获得了巨大
的进步，尤其在中波和短波波段，美国Ｔｅｌｅｄｙｎｅ和
第４３卷第１０期
２０１３年１０月
激光与红外
ＬＡＳＥＲ＆ＩＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖ０１．４３．Ｎｏ．１０
Fra Baidu bibliotek
Ｏｃｔｏｂｅｒ，２０１３
文章编号：１００１－５０７８（２０１３）１０．１０８９－０６
ｄａｔｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｉｔｓｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇＺｎＴｅ／Ｓｉ（２１１）ａｎｄＧａＳｂ（２１１）ｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ
的衬底材料ＺｎＴｅ／Ｓｉ（２１１）和ＧａＳｂ（２１１）的最新研究情况。通过与碲镉汞（ＨｇＣｄＴｅ）材料的对比可看出，硒镉汞材料的性能优良，比碲镉汞性能更稳定、更易生长，并且有较为成熟的衬底材料，辅以在同是汞基材料一碲镉汞上面所取得的生长经验，有望成为替代碲镉汞的下一代红外探测材料，极具应用前景。
１引言
种极具发展潜力的红外探测材料已被发现多年，但是由于早期缺少合适的衬底、错误的晶向选择及外
延技术不成熟等原因，结果不甚理想，研究被搁置。
目前，第三代红外探测器正向着大面阵，双多色和低成本方向发展。但随着红外焦平面阵列规模的扩大，由于尺寸和成本的限制，传统的碲锌镉
ＮｅｗｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｔｈｉｒｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＩＲＦＰＡＨｇＣｄＳｅ
ＷＡＮＧＪｉｎｇ－ｗｅｉ，ＧＯＮＧＦｅｎｇ
（ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏ — ｏｐｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｎｅｗｔｙｐｅｏｆＨｇ — ｂａｓｅｄｉｎｆｒａｒｅｄｍａｔｅｒｉａｌ — ＨｇＣｄＳｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｕｐ — ｔｏ —