InGaAs-InAs/GaSb双色红外探测材料与器件研究

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基本信息

  • 批准号：
    61205056
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    27.0万
  • 负责人：
    吕衍秋
  • 依托单位：
    中国空空导弹研究院
  • 学科分类：
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Two-colour infrared detectors of short/middle wavelength will be used in guiding weapon systems abroadly. The terrace two-colour materials and detectors with InGaAs homostructure short-wavelength and InAs/GaSb II type superlattice middle-wavelength will be researched in this project. The device is made of p-n-p structure. The response wavelengths are 1μm-2.7μm and 3μm-5μm respectively. Some scientific problems will be resolved.The mathematic model of short-wavelength and middle-wavelength materials and the academic model of two-colour device will be established, including the design and optimization of these models.The high-uniform epitaxy material used for device making will be growed by study of material growth mechanism and material growth technology. The relationship between material and device will be analyzed by measurement of material's optics and electrics properties. The key device making technologies, such as ICP etching, surface passivation, will be researched. Properties of device changing with temperature will be investigated by measurment of I-V, response spectrum, detectivity, crosstalk, and so on. We will explore the two-colour infrared materials and detectors of short/middle wavelength based on InGaAs-InAs/GaSb first time. The achievement of this project will provide a new technology approach to appliance of two-colour infrared detectors in national defence.
短/中波红外双色探测器在制导武器系统有重要的应用前景，本项目开展InGaAs同质结短波和InAs/GaSb II类超晶格中波双色叠层材料与探测器探索研究，器件采用p-n-p结构，理论响应波段分别为1μm-2.7μm和3μm-5μm。着重研究以下关键科学问题：建立短/中波材料数学模型和双色探测器理论模型，包括材料和器件的设计与优化；开展材料生长机理和生长技术研究，生长出能用于器件制备均匀性高的外延材料；对材料光学和电学性质进行表征，分析材料特性与器件性能的对应关系；研究器件关键制备技术，包括反应离子刻蚀、表面钝化等；研究器件性能随温度的变化,如I-V特性、响应光谱、探测率、串音等。首次对InGaAs-InAs/GaSb短/中波红外双色叠层材料及探测器进行探索研究，该项目的顺利完成，将为红外双色探测器在国防领域应用提供新的技术途径。

结项摘要

短/中波红外双色探测器在制导武器系统有重要的应用前景，本项目开展InGaAs短波和InAs/GaSb II类超晶格中波双色叠层材料与探测器探索研究，双色器件理论响应波段分别为1-2.7µm和3-5µm。建立短/中波材料数学模型和双色探测器理论模型,开展材料生长机理和生长技术研究，揭示了生长参数对材料性能和光电性能的影响趋势，优化了其生长参数。阐明了生长参数对不同界面的超晶格晶体结构和表面形貌的影响机理。使用了生长中断法和MEE法可以对界面结构和界面厚度进行精确控制，获得了表面10μm×10μm面积内粗糙度为3 Å的高质量超晶格材料。.研究了器件关键制备技术，包括刻蚀、表面钝化等。器件台面结构制备采用湿法腐蚀和电感耦合等离子体（ICP）干法刻蚀技术.经过对比研究发现，湿法腐蚀中磷酸系腐蚀后台面平整、表面无残留，但存在侧向钻蚀，湿法腐蚀只适用于单元红外器件制作工艺。干法刻蚀后的台面平整、侧壁光滑、陡直，适合深台阶焦平面探测器制备。采用了几种不同的表面钝化方法对刻蚀台面进行钝化。钝化后漏电流密度减小三到五个数量级，性能大大提高。.研制出双色器件光伏阵列芯片，获得了性能良好的芯片样机，在测试杜瓦中短波峰值探测率达到D*p=2.7×1011cmHz1/2/W-1，短波达到D*p=6×1010cmHz1/2/W-1的水平。首次对InGaAs(Sb)-InAs/GaSb短/中波红外双色叠层材料及探测器进行探索研究，该项目的顺利完成，为红外双色探测器在国防领域应用提供新的技术途径。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Growth and electrical characterization of type II InAs/GaSb superlattice for midwave infrared detection
用于中波红外探测的 II 型 InAs/GaSb 超晶格的生长和电学表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Infrared Physics & Technology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yingqiang Xu;Lei Zhang;Liang Zhang;Junjie Si
  • 通讯作者：
    Junjie Si
Mesa etching process for InAs/GaSb SLs grown by MBE
MBE 生长的 InAs/GaSb SL 的台面蚀刻工艺
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    红外与激光工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张利学;张向锋;,张亮;张磊
  • 通讯作者：
    张磊
InAs/GaSb II类超晶格材料台面腐蚀研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    红外与毫米波学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张向锋;姚官生;张小雷;司俊杰
  • 通讯作者：
    司俊杰
Mid-wavelength focal plane arrays infrared detector based on Type-II InAs/GaSb superlattic
基于II型InAs/GaSb超晶格的中波长焦平面阵列红外探测器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Optical and Quantum Electronics
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    X. B. Zhu;G. S. Yao;X. L. Zhang;Z. C. Niu
  • 通讯作者：
    Z. C. Niu
双色红外焦平面阵列读出电路设计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    电子器件
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    彭震宇;吕衍秋;马德军;刘镇硕
  • 通讯作者：
    刘镇硕

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其他文献

基于内聚区模型的InSb面阵探测器分层研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica(物理学报)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张晓玲;张立文;耿东峰;吕衍秋
  • 通讯作者：
    吕衍秋
空间遥感用InGaAs短波红外探测器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    激光与光电子学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    唐恒敬;韩冰;张可锋;李雪;龚海梅;吴小利;刘洪洋;吕衍秋;徐勤飞
  • 通讯作者：
    徐勤飞
256元InGaAs线列红外焦平面及扫描成像
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    红外与毫米波学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    白云;李雪;龚海梅;吕衍秋;韩冰;唐恒敬;徐萌;张永刚;孔令才
  • 通讯作者：
    孔令才
考虑底充胶固化过程的InSb面阵探测器结构分析模型
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    张晓玲;司乐飞;孟庆端;吕衍秋;司俊杰
  • 通讯作者：
    司俊杰
正照射与背照射InGaAs探测器的性能对比研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    激光与红外
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴小利;唐恒敬;吕衍秋;张可锋;龚海梅;李雪
  • 通讯作者：
    李雪

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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

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          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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