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光电器件的材料(光电器件的材料特点)

发布时间:2023-05-12
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可见光光电探测器制备的半导体材料是什么

半导体硅在可见光探测领域是最理想的材料之一,也是紫外光电传感的常用材料。然而,硅材料对紫外光的响应度袭模较低,这是由于紫外光在硅材料中的透射深度极浅(波长370纳米以下,透射深度大于20纳米),光生载流子主要集中在硅的表面,而传统硅基P-N或P-I-N结型光电探测器件的结深一般大于200nm,载流子复合效应导致光学响应随入射光波长的减小而迅速降低。

超浅P-N或P-I-N结(深度大于20纳米)的制备相桥禅简当困难,传统方法是采用离子注入和精确控制热扩散工艺来制备浅结敏裤,但是在硅表面附近易形成P+N结,高掺杂的P+区域会增加载流子的表面复合,降低光电传感器的响应度。一些新开发的浅结技术(比如δ-掺杂技术或激光掺杂技术)制备工艺相当复杂,导致硅基光电传感器价格变得昂贵。

半导体光电材料是什么

光电材料是指用于制造各种光电设备(主要包括各种主、被动光电传感器光信息处理和存储装置及光通信等)的材料,主要包括红外材料、激光材料、光纤材料、非线性光学材料等。

红外探测材料

包括硫化铅、锑化铟、锗掺杂(金、汞)、碲锡铅、碲镉汞、硫酸三甘酞、钽酸锂、锗酸铅、氧化镁等一系列材料,锑化铟和碲镉汞是目前军用红外光电系统采用的主要红外探测材料,特别是碲镉汞(Hg-Cd-Te)材料,是当前较成熟也是各国侧重研究发展的主要红外材料。它可应用于从近红外、中红外、到远红外很宽的波长范围,还具有以光电导、光伏特及光磁电等多种工作方式工作的优点,但该材料也存在化学稳定性差、难于制成大尺寸单晶、大面积均匀性差等缺点,Hg-Cd-Te现已进入薄膜材料研制和应用阶段,为了克服该材料上述的缺点,国际上探索了新的技术途径: (1)用各种薄膜外延技术制备大尺寸晶片,这些技术包括分子束外延(MBE)、液相外延(LPE)和金属有机化合物气相淀积(MOCVD)等。特别是用MOCVD可以制出大面积、组分均匀、表面状态好的Hg-Cd-Te薄膜,用于制备大面积焦平面阵列红外探测器。国外用MOCVD法已制成面积大于5cm2、均匀性良好、Δx=0.2±0.005、工艺重复性好的碲镉汞单晶薄膜,64×64焦平面器件已用于型号系统、512×512已有样品。 (2)寻找高性能新红外材料取代Hg-Cd-Te,主要包括:①Hg-Mn-Te和Hg-Zn-Te,美国和乌克兰等国从80年代中就开展了这方面的研究,研究表明,Hg1-xZnxTe和Hg1-x CdxZnyTe的光学特性和碲镉汞很相似,但较容易获得大尺寸、低缺陷的单晶,化学稳定性也更高。Hg1-xMnxTe是磁性半导体材料,在磁场中的光伏特性与碲镉汞几乎相同,但它克服了Hg-Te弱键引起的问题。②高温超导材料,现处于研究开发阶段,已有开发成功的产品。 ③Ⅲ-V超晶格量子阱化合物材料,可用于8~14μm远红外探测器,如:InAs/GaSb(应变层超晶格)、GaAs/AlGaAs(量子阱结构)等。 ④SiGe材料,由于SiGe材料具有许多独特的物理性质和重要的应用价值,又与Si平面工艺相容,因此引起了微电子及光电子产业的高度重视。SiGe材料通过控制层厚、组分、应变等,可自由调节材料的光电性能,开辟了硅材料人工设计和能带工程的新纪元,形成国际性研究热潮。Si/GeSi异质结构应用于红外探测器有如下优点:截止波长可在3~30μm较大范围内调节,能保证截止波长有利于优化响应和探测器的冷却要求。Si/GeSi材料的缺点在于量子效率很低,目前利用多个SiGe层来解决这一问题。 〔6〕1996年美国国防部国防技术领域计划将开发先进红外焦平面阵列的工作重点确定为:研制在各种情况下应用(包括监视和夜间/不利气象条件下使用的红外焦平面阵列)的红外探测器材料,其中包括以如下三种材料为基础的薄膜和结构:具有芯片上处理能力的GgCdTe单片薄膜、InAs/GaSb超晶格和SiGe(肖特基势垒器件)。这三种材料也正是当前红外探测材料发展和研究的热点。

红外透波材料

主要用作红外探测器和飞行器中的窗口、头罩或整流罩等,它的最新进展和发展方向如下:(1)目前,在中红外波段采用的红外透过材料有锗盐玻璃、人工多晶锗、氟化镁(MgF2)、人工蓝宝石和氮酸铝等,特别是多晶氟化镁,被认为是综合性毕山能比较好的材料。远红外材手滑中料是红外透过材料当前研究发展的重点之一,8~14μm长波红外透过材料有:硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、硫化镧钙(CaLa2S4)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)和锗(Ge)等。ZnS被认为是一种较好的远红外透过材料,在3~12μm范围,厚2mm时,平均透过率大于70%,无吸收峰,采取特殊措施,最大红让腊外透过率达95.8%。国外已采用ZnS作为远红外窗口和头罩材料,象美国的LANTRIRN红外吊舱窗口,Learjel飞机窗口等。美国Norton国际公司先进材料部每年生产上千个ZnS头罩。ZnS多晶体的制备方法主要有两种:热压法与化学气相淀积法(CVD),CVD法制备的材料性能较好。 红外透过材料发展的另一个重要方向是:耐高温红外透过材料的研究。高速飞行器在飞行过程中会对红外窗口和罩材产生高温、高压、强烈的风砂雨水的冲刷和浸蚀,影响红外透过材料的性能,因此需要一系列新型的耐高温、具有综合光学、物理、机械、化学性能的新材料。这些条件下使用的理想材料从室温到1000℃应具有下列特性:在使用波段内具有高透过,低热辐射、散射及双折射,高强度,高导热系数,低热膨胀系数,抗风砂雨水的冲击和浸蚀,耐超声波辐射等。最近研究较多的耐高温红外透过材料有镁铝尖晶石、兰宝石、氧化钇、镧增强氧化钇和铝氧氮化物ALON等。镁铝尖晶石是近年来研究最多的最优秀的红外光学材料之一,它能在高温、高湿、高压、雨水、风砂冲击及太阳暴晒下仍保持其性质,因而是优先选用的耐高温红外透过材料,它可透过200nm到6μm的紫外、可见光及红外光。单晶监宝石也是一种耐高温红外材料,它可透过从远紫外0.17μm到6.5μm的红外光,用新研制的热交换法晶体生长过程可以制造直径达25cm的大尺寸蓝宝石。氧化钇和镧增强氧化钇的透过波长为8μm,在氧化钇中掺入氧化镧,材料强度提高30%,光学特性不变。由于高温下具有很高的硬度,所以它具有很好的抗冲击、抗浸蚀性能。严格的说到目前还没有一种理想的材料能完全满足上述要求。但包括上述材料在内的不少材料具有较理想的综合性质。红外透过材料的第三个发展方向是:红外/毫米波双模材料,这是为适应红外/毫米波双模复合材料制导技术的需要。目前,还没有一种材料能满足红外/毫米波双模材料既要有高的远红外透过率又有小的介电常数和损耗角正切的要求,高性能的红外/毫米波双模材料尚待进一步研究发展。红外材料的应用:包括各种导弹的制导、红外预警(包括探测、识别和跟踪、预警卫星、预警飞机、各种侦察机等)、观察瞄准(高能束拦截武器等)。

编辑本段激光材料

目前固体激光器正寻求在可见和近可见光谱范围波长可调,为此而发现的可调谐激光晶体已有30多种,其中,Cr3 离子掺杂新晶体具有较高受激辐射截面和低饱和能量密度,它们的波长范围是:Cr3 :LiCaAlF3为0.72~0.84μm、Cr3 :LiSrAlF6为0.78~1.01μm,特别是Cr:LiSAF,它的饱和能量密度为5J/cm2,在激光调谐范围,荧光寿命、激光效率、热透镜效应等方面具有良好的性能。

编辑本段军事应用

军用光电材料研究的目的是将研究成果应用于新一代高技术光电子装备系统,提高电子进攻和防卫综合电子战的能力。军用光电材料是军用光电子技术的重要基础,对军用光电子装备系统有重要的赋能和倍增作用。以红外材料为基础的光电成像夜视技术能增强坦克、装甲车、飞机、军舰及步兵的夜战能力,为航空、卫星侦察、预警提供重要手段,成像制导技术可大大提高导弹的命中率和抗干扰能力。以新型固体激光材料为基础的激光测距、激光致盲武器和火控制系统等使作战能力大大加强。可调谐激光晶体为从可见光到红外波段可调谐激光系统提供工作物质可提高激光雷达、空中传感和水下探测等军用激光系统的领域监视、侦察能力。利用光纤材料、宽带、抗电磁和强核电磁脉冲干扰、保密、体积小、环境适应性强和抗辐照等优点,可实现地面武器系统无人远距离传感阵和有人控制站之间的GB/s级信息传输;舰船指挥可以通过光纤为远距离舰队发送信号,进行指挥;飞机将能发射光纤携绳的机载无人加强飞机或靶机;以往的武器有线制导将被光纤制导所取代;军用运载体的惯性导航系统将被光纤陀螺所取代;战略武器发射的C3I系统也将启用光纤C3I网络等等。总之,军用光纤系统的应用,将远远超越话音和低速率数据通信的范围,而进入传感、海上或空中武器平台及各种高速率传输系统。

二硫化钼纳米材料属于光电材料吗

纳米材料胡宏属于光电裤圆册材料。

1、根据相关信息查询,二硫化钼较高的迁移率以及可调控的带隙,使得其在光电器件,如晶体管、传感器、电存储等领域有着不俗的潜在应用。

2、二硫化钼(molybdenumdisulfide,MoS2)属于过渡金属腔敬硫化物(TMDs),也是典型的二维层状纳米材料之一。

光电子器件有哪些

问题一:光电子器件主要包括哪些种类 现市场上主要可见的应该是两类(我是这样认为的).

1. 光纤通讯器件 其中包括光有源器件(例如激光器,光收发模块等),光无源器件(例如光纤耦合器,光纤光开关,光分波器等)

2.光电照明器件 例如 LED灯具,或者说其它发光照明灯具,或发光装饰灯具.

终上,可以理解为, 产品需要电转光,或光转电, 或其它光电相关功能,就属于光电器件中.

问题二:光电子器件是指什么? 光电子器件的设计原理是依据外场对导波光传播方式的改变,它是光电子技术的关键和核心部件。大路上许多LED的显示或者是某些店铺的一些名称品牌的显示所用到的技术都是来源于光电子器件。感兴趣的话,可以自己到百度上搜索“师兄指路”,不同学校的师兄师姐有关于光电子器件的介绍,了解的越多学起来也更不费劲。

问题三:光电子器件的主要内容 《光电子器件(第2版)》着重讲授光电子探测与成像器件的基础理论和基本知识。主要内容有:半导体光电 探测器、光电倍裂旁增管、微光像增强器、真空摄像管、CCD 和CMOS 成像器件、致冷和非致冷红外 成像器件、紫外成像器件、X 射线成像器件。《光电子器件(第2版)》适合电子科学与技术、光电子技术、物理电子学等专业本科生作为教材使用,也可供 相近专业的研究生阅读,同时可供从事光电子器件研究和从事光电子技术的技术人员参考。 书 名: 光电子器件作 者:汪贵华出版社: 国防工业出版社出版时间: 2009年01月ISBN: 9787118060355开本: 16开定价: 32.00 元 《光电子器件》着重讲授光电子探测与成像器件的基础理论和基本知识。主要内容有:半导体光电探测器、光电倍增管、微光像增强器、真空摄像管、CCD和CMOS成像器件、致冷和非致冷红外成像器卖源宏件、紫外成像器件、X射线成像器件。《光电子器件》适合电子科学与技术、光电子技术、物理电子学等专业本科生作为教材使用,也可供相近专业的研究生阅读,同时可供从事光电子器件研究和从事光电子技术的技术人员参考。 第1章 光电导探测器第2章 结型光电探测器第3章 光电阴极与光电倍增管第4章 微光像增强器第5章 摄像管第6章 CCD和S成像器件第7章 致冷型红外成像器件第8章 微测辐射热计红外成像器件第9章 热释电探测器和成像器件第10章 紫外探测与成像器件第11章 X射线探测与成像器件参考文献……

问题四:光电子器件的介绍 利用电-光子转换效应制成的各种功能器件。光电子器件的设计原理是依据外场对导波光传播方式的改变,它也有别于早期人们袭用的光电器件。光电子器件是光电子技术的关键和核心部件,是现代光电技术与微电子技术的前沿研究领域,是信息技术的重要组成部分。

问题五:光电子器件的原理是什么?有哪些东西会用到这个? 光电子器件的设计原理是依据外场对导波光传播方式的改变,它是光电子技术的关键和核心部件。大路上许多LED的显示或者是某些店铺的一些名称品牌的显示所用到的技术都是来源于光电子器件。感兴趣的话,可以自己到百度上搜索“师兄指路”,不同学校的师兄师姐有关于光电子器件的介绍,了解的越多学起来也更不费劲。

问题六:光电子学的器件类别 光电子器件主要有作为信息载体的光源、辐射探测器、控制与处理用元件器件、光学纤维、显示显像器件。作为信息载体的光源  热辐射的过程是很难进行快速控制的,但可以对它发出的光束加以调制、滤波或其他处理,使光束在传播途中带上信息。热辐射以外的发光光源自然也可以在传播过程中带上信息,但更主要的是在发射中册过程中就带上信息。通常,采用低压即可驱动的半导体PN结发光二极管,尤其是高亮度半导体发光二极管和半导体激光器。它们具有反应快、易调制、体积小和光强大等优点。激光具有良好的单色性、相干性、方向性和高光强,这些性能有利于光通信和其他应用。 即光-电和光-光转换器,分为利用光电效应的和热效应的两类。①光电效应:分为外光电效应和内光电效应。外光电效应就是光电子发射效应,利用这种效应的器件都是真空电子器件。例如,光电倍增管,其光电阴极能将光信号转换成一维(时间)电子信号,经多次次级发射,电子倍增电极把信号增强后从阳极输出。这种器件的灵敏度高,甚至可用它组成光子计数器,用以探测单个光子。已研制成二维(空间)光子计数器,用以检测极微弱的光信息。又如像增强管,将 X射线或紫外线转换成光电阴极敏感的光,或采用对红外线灵敏的光电阴极,它使成像光电阴极上的光图像发射出相应的光电子,这些光电子经加速并成像后轰击荧光屏,输出可见光,发出更亮的光图像。它是一种光-光转换器件。这就是 X射线或紫外线像增强管和红外变像管的工作原理。这种器件能起扩展人眼对电磁波波段敏感范围的作用。利用内光电效应的器件,都是半导体器件。其主要原理是光电导和光生电动势两种效应。光电导型探测器由单一半导体制成,或制成二极管,称为半导体光电二极管。受光照时,其电阻发生变化。其中光电二极管通常在反向偏压条件下工作。如果反向偏压足够高,载流子通过PN结的电流直接反映出单位时间内探测器所接收的光能。光电二极管也可在不加偏压的条件下工作。这时,辐射的照射将使PN结的两端产生电动势,其短路电流正比于所接受的辐射功率。红外热成像系统的探测器通常是光电导型。常用的有碲镉汞、碲锡铅、锗掺汞探测器等。它们都必须在低温下工作,以降低探测器的热噪声。②热效应:利用热效应的探测器通称为热敏型探测器,主要是利用物体因受辐射照射后温度升高所引起的电阻的改变、温差电动势的产生、自发极化的改变等效应来测量辐射功率。这类探测器都用在红外波段,优点是响应率与波长无关,在室温下也能探测长波辐射等,但响应时间比光电型探测器长得多。 光的主要特征有强度、光谱、偏振、发光时间和相干性等。光束在传播中,则有方向性、发散或会聚等特征。控制元件的功能在于改变光的这些特征。为了使光束偏转、聚焦和准直等,常使用反射镜、透镜、棱镜和光束分离器等。反射镜常使用金属膜或介质膜,后者的反射系数高并具有选择性。利用全反射可制成反射镜,用于倒像、转像、分束和全反射等。为改变光束的其他特征,常用的元件有滤光片、棱镜、光栅、偏振片、斩光器、受电场控制的电光晶体和液晶等。电光开关不仅可以改变光强和偏振,还可控制光通过的持续时间,是广泛应用的一种器件。其结构是在相互正交的两块偏振片之间放进一块双折射晶体,在晶体上加一电场,则通过晶体的光偏振方向将发生旋转,转角的大小决定于电场的强度。因此,调节电场的强度就可以改变透射光的强度;改变电场的作用时间则可调制光的持续时间。利用声波对光的衍射效应,可控制光束的频率、光强和传播方向。在接近布喇格衍射的条件下,声光的相互作用使光束偏转。声频改变时,偏转角也相应地按比例变化。在衍射效应较小时,衍射光的强度与声波的强度成正比。利用信息调......

问题七:光器件的基本内容 将电信号转换成光信号的器件称为光源,主要有半导体发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。将光信号转换成电信号的器件称为光检测器,主要有光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)。这些年来,光纤放大器成为光有源器件的新秀,当前大量应用的是掺铒光纤放大器(EDFA),正在研究并很有应用前景的是拉曼光放大器。光无源器件是不需要外加能源驱动工作的光电子器件。包括光纤连接器、光纤耦合器、波分复用器、光衰减器和光隔离器等,是光传输系统的关节。光连接器是光无源器件中应用最广、数量最多的器件,耦合器和波分复用器次之,其它器件使用量较少。随着光通信技术的发展,密集波分复用器、大端口数矩阵光开关的需求将会逐渐增加。光器件行业处于光通信产业链的中游,为下游光系统设备商提供器件、模块、子系统等产品。光器件行业的产品较为广泛,根据功能划分,光器件行业分为无源器件和有源器件,有源器件在光器件行业中的比重高达 78%。实力较强的厂商既生产有源器件也生产无源器件,且以有源、高端产品为主,不少企业专攻某一产品领域。

问题八:光学元件常见的材料有哪些 常用的零件的材料主要有:

低碳钢:垫片、链片、齿轮、凸轮等;

中碳钢:轴、键、螺栓、齿轮、连杆等;

高碳钢:轧辊、弹簧、弹性夹头等;

铸铁:机床床身、发动机箱体、壳体等;

铝与铝合金:电器元件、航天航空用零件、散热器等;

铜与铜合金:电器元件、散热器、造纸器具、日常生活用品;

轴承合金:滑动轴承等。

问题九:什么是半导体异质结?异质结在半导体光电子器件中有哪些作用 半导体异质结构一般是由两层以上不同材料所组成,它们各具不同的能带隙。这些材料可以是GaAs之类的化合物,也可以是Si-Ge之类的半导体合金。按异质结中两种材料导带和价带的对准情况可以把异质结分为Ⅰ型异质结和Ⅱ型异质结两种,两种异质结的能带结构

异质结图册

,I型异质结的能带结构是嵌套式对准的,窄带材料的导带底和价带顶都位于宽带材料的禁带中,ΔEc和ΔEv的符号相反,GaAlAs/GaAs和InGaAsP/InP都属于这一种。在Ⅱ型异质结中,ΔEc和ΔEv的符号相同。具体又可以分为两种:一种所示的交错式对准,窄带材料的导带底位于宽带材料的禁带中,窄带材料的价带顶位于宽带材料的价带中。另一种如图1(c)所示窄带材料的导带底和价带顶都位于宽带材料的价带中

Ⅱ型异质结的基本特性是在交界面附近电子和空穴空间的分隔和在自洽量子阱中的局域化。由于在界面附近波函数的交叠,导致光学矩阵元的减少,从而使辐射寿命加长,激子束缚能减少。由于光强和外加电场会强烈影响Ⅱ型异质结的特性,使得与Ⅰ型异质结相比,Ⅱ型异质结表现出不寻常的载流子的动力学和复合特性,从而影响其电学、光学和光电特性及其器件的参数。ic.big-bit/news/list-75

问题十:经营范围:光电子器件都包括什么 去看看

关键词:传感器 光电器件 光电传感器 电传感器

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