新型近红外探测材料碲铟汞晶体表面及其M/S界面特性研究

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基本信息

  • 批准号：
    51172185
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    傅莉
  • 依托单位：
    西北工业大学
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

基于碲铟汞（HgInTe）晶体所具有的高光导量子效率、良好温度稳定性和抗辐射特性，开展HgInTe作为非致冷近红外探测器材料的应用基础研究，解决其表面/界面特性稳定性控制机理及其器件制备过程的关键材料基础问题。主要研究内容包括：(1)HgInTe晶体表面处理对其表面结构、功函数及电学性能等的影响机制与规律；(2)HgInTe与金属接触界面的组织结构和扩散行为，揭示其界面结构、缺陷与成份分布等对M/S界面接触特性的影响机制与规律，并优化其接触电极材料和制备工艺；(3)HgInTe晶体结晶质量、晶体表面/界面结构与物理性能对其器件制备工艺性能，以及对近红外探测器件光谱响应特性和抗辐射性能的影响机制与规律。通过上述研究可以解决HgInTe半导体表面/界面特性及其器件抗辐射性能的稳定性控制问题，为HgInTe抗辐射室温近红外探测器制备及其在红外制导、航天技术与核工业领域的应用提供理论与实践依据。

结项摘要

基于同步辐射光电子能谱、HETEM、XPS、UPS和深能级缺陷谱等分析测试技术，从碲铟汞(Hg3In2Te6，以下简称MIT)单晶结构缺陷、沉淀相及表面物理性质（原子结构、电子结构和功函数）等方面入手，系统研究了表面处理工艺(Ar+刻蚀、化学抛光、钝化) 、接触电极材料与制备(化学镀、真空蒸镀)、快速气氛退火及过渡层（ZnO、ITO）对MIT表面态及其与金属界面态的影响规律与机制；优化了MIT单晶的表面处理、退火热处理、电极及过渡层制备等工艺；开发光谱响应在1.5um的室温MIT单元器件；探讨了辐照对MIT单晶光电性能及其器件光谱响应性能的影响规律，所研制的MIT非制冷近红外探测器具有较高的光导量子效率和独特的抗电离辐射性能，在空天探测、核电站监测及光通讯等领域具有潜在的应用前景与推广价值。重要成果包括：.（1）Au在MIT晶体表面呈三维岛状生长模式，且在Au/MIT界面形成了正交结构的AuTe2相，提出Au与MIT表面Te元素的化学反应是形成Au/MIT界面结构的原因。200 0C退火5分钟可使Au/MIT肖特基接触势垒增加。此外，Au/MIT肖特基势垒在界面上分布不均匀性，且存在两个缺陷能级，激活能分别为20 meV和278 meV，所对应缺陷态密度分别为2.78×1016、1.13×1017cm-3。.（2）采用PLD法制备的ITO和ZnO过渡层可使Au/ITO（ZnO）/MIT/Cu结构的肖特基势垒高度增大。此外发现, ITO /MIT异质结为II类带阶，而ZnO/MIT(110)异质结为I类带阶。.（3）ITO/MIT器件和Pt/MIT器件的光谱响应测试结果表明，Pt/MIT肖特基器件响应光谱峰值响应波长位于1.55μm处，室温下黑体峰值探测率D*达到了1010cm·Hz1/2·W-1。ITO/MIT肖特基器件响应光谱的峰值响应波长略大于Pt/MIT。.（4）采用辐照剂量率为150Gry/min的γ射线对MIT晶片进行了室温辐照发现，辐照剂量为3×107 rad、时间2100min条件下，MIT晶片本征载流子浓度和迁移率几乎不变，红外透过率略有降低；采用Co60γ源对所试制的MIT器件进行室温辐照发现，采用1×108rad剂量辐照20小时后的响应光谱只在短波方向有所下降，峰值位置和截止波长位置基本上无变化。

项目成果

期刊论文数量（23）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（5）
专利数量（1）
ZnO过渡层对Au/Hg_3In_2Te_6肖特基接触特性的影响研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    人工晶体学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘淙元;傅莉;李亚鹏;王晓珍
  • 通讯作者：
    王晓珍
不同温度下碲铟汞晶体结构的XRD研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    人工晶体学报，2011，40(2)：314-317
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
  • 通讯作者：
Study of barrier height and trap centers of Au/n-Hg3In2Te6 Schottky contacts by current-voltage (I-V) characteristics and deep level transient spectroscopy
利用电流-电压（I-V）特性和深能级瞬态光谱研究 Au/n-Hg3In2Te6 肖特基接触的势垒高度和陷阱中心
  • DOI：
    10.1063/1.4913450
  • 发表时间：
    2015-02
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Yapeng Li;Li Fu;Jie Sun;Xiaozhen Wang
  • 通讯作者：
    Xiaozhen Wang
HRTEM study on the ordered phases in Hg3In2Te6 crystals grown by Bridgman method
Bridgman法生长的Hg3In2Te6晶体有序相的HRTEM研究
  • DOI：
    10.1039/c3ce42598c
  • 发表时间：
    2014-05
  • 期刊：
    CrystEngComm
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Xu, Yadong;He, Yihui;Xu, Lingyan;Fu, Li
  • 通讯作者：
    Fu, Li
The effect of structural vacancies on the twins in defect zinc-blende crystal Hg3In2Te6 grown by Bridgman method
布里奇曼法生长缺陷闪锌矿晶体Hg3In2Te6中结构空位对孪晶的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jcrysgro.2014.09.014
  • 发表时间：
    2014-12
  • 期刊：
    Journal of Crystal Growth
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Yadong Xu;Tao Wang;Yuanyuan Du;Li Fu
  • 通讯作者：
    Li Fu

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    傅莉
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  • 作者：
    傅莉;王琦;程涛;周远东
  • 通讯作者：
    周远东

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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