Статья: Фотоприемный модуль с фотокатодом с барьером Шоттки на основе структуры InP/InGaAs/InP: Ag и с чувствительностью до 1,7 мкм (2015)

Показано влияние низкочастотных шумов на точность измерения сигнала, получаемого с фотоприемных устройств второго и третьего поколений. В работе приведена методика определения величины сигнала и рассмотрены характерные для фотоприемных устройств второго и третьего поколений виды шумов и их спектры, и сделан вывод о том, что их предположительно спектр шума — «розовый». Показано, что в общем случае увеличение числа выборок не приводит к существенному увеличению точности определения величины сигнала. Проведено математическое моделирование влияния низкочастотных шумов на точность определения величины сигнала. Сделан вывод о том, что для повышения достоверности измерений сигнала с фотоприемных устройств, работающих при малом времени накопления, необходимо прореживание входных данных с целью увеличения времени измерения.

Проведена оценка точности измерения основных параметров спектральной характеристики: границ спектральной чувствительности по уровню сигнала 0,1, длины волны, соответствующей максимальной чувствительности, коэффициента использования и скорости его изменения от температуры для матричных фотоприемных устройств на основе InGaAs. Исходными данными для расчета являлись требования нормативной документации к точности измерения фотосигнала и данные о точности измерения опорного фотоприемного устройства. Оценка точности, полученная с помощью математического моделирования методом Монте-Карло, показала наличие систематической погрешности при выполнении измерений.

Приведены результаты расчета требований к качеству поверхностей входных окон матричных фотоприемных устройств ультрафиолетового (УФ), ближнего инфракрасного (ИК) (0,9-1,7 мкм) и дальнего ИК (8-14 мкм) диапазонов спектра. Расчет требований к качеству изготовления входных окон был проведен на основе анализа допусков на качество изготовления поверхностей входных окон в синтезированных оптических системах УФ- и ИК-диапазонов. По своим основным параметрам (угловое поле, относительное отверстие, пятно рассеяния) синтезированные оптические системы соответствуют современным производимым в России и мире УФ- и ИК-объективам.

В статье показана возможность создания фотоэлектронного прибора с микроканальным усилением и ОЭС-фотокатодом на основе гетероструктуры AlGaN: Mg/AlN/c-Al203, выращенной на стандартной сапфировой подложке и полученной методом молекулярно-пучковой эпитаксии.

Проведено исследование планарной матрицы p–i–n-фотодиодов формата 320256 на гетероэпитаксиальной структуре InGaAs/InP с размерами p–n-переходов 99 мкм при шаге матрицы 30 мкм. Уменьшение размеров p–n-переходов по сравнению с аналогичными матрицами, имеющими размер p–n-переходов 2525 мкм, при несущественном снижении токовой чувствительности элементов матрицы привело к снижению темновых токов элементов на полтора порядка величины и к увеличению обнаружительной способности фотоприёмного устройства с такой матрицей.

Сформированы мезаэлементы матриц p–i–n-диодов на основе гетероэпитаксиальных структур AlxGa1-xN, изготовленных методами молекулярно-лучевой (МЛЭ) и МОС-гидридной (МОС) эпитаксии. Разделение элементов матриц формата 320256 с шагом 30 мкм осуществлялось ионно-лучевым травлением через маску фоторезиста в потоке ионов аргона, создаваемого источником Кауфмана, в вакуумной установке. Для определения необходимой глубины травления использовались методы контактной профилометрии и ультрафиолетовой спектрофотометрии, что позволило определить положение n-слоя и достаточную глубину травления образца. Погрешность толщин функциональных слоев ГЭС, указанных в сертификатах производителей, не превышала 28 %. Определены скорости ионно-лучевого травления слоев AlxGa1-xN с различным составом.

Проведен сравнительный анализ свойств корреляторов стационарных тепловых и фотоиндуцированных случайных полей (СП) концентраций и токов подвижных носителей заряда в ИКфотодиодах и гомогенных полупроводниках. Показано, что корреляторы тепловых и фотоиндуцированных СП концентраций подвижных носителей заряда определяются одинаковыми по смыслу выражениями при любой структуре p–n-перехода и произвольной полярности приложенного напряжения, в то время как корреляторы СП фотоиндуцированных и темновых токов определяются одинаковыми по смыслу выражениями только в случае обратносмещенного p–n-перехода с длинной базой.

Проведено исследование германиевых лавинных фотодиодов с диаметром чувствительной площадки 200 мкм, подвергнутых моноимпульсному воздействию сфокусированного лазерного излучения с длиной волны 1,064 мкм при длительности импульса 4 нс. Обнаружено, что в разрушенной области, возрастают коэффициент лавинного умножения и среднеквадратическое значение шума. Показано, что воздействие мощностью менее 700 Вт, при радиусе засвечиваемой области 11 мкм, не приводит к значительному ухудшению чувствительности фотоприемного устройства.

В лабораторных условиях исследовано возникновение искровых каналов во влажном грунте у электрода при растекании импульсного тока длительностью 5—100 мкс при амплитуде импульса напряжения 20—50 кВ. Разработана методика регистрации искровых каналов в объеме грунта. Впервые получены оптические изображения искровых каналов в грунте. Определены пороговые значения плотности тока и напряженности электрического поля при образовании плазменных каналов в зависимости от влажности грунта и длительности импульсного воздействия.

Проведены исследования масс-зарядового состава ионов плазмы импульсного дугового разряда, реализуемого в разрядной системе широкоапертурного форвакуумного плазменного источника электронов. Показано, что давление рабочего газа и ток разряда оказывают существенное влияние на соотношение ионов металла (материала катода) и газа в плазме. Характерной особенностью форвакуумного диапазона давлений является появление в дуговой плазме заметной доли ионов газа без использования магнитного поля, причем при определенных условиях плазма дугового разряда содержит только газовые ионы.

С использованием ранее построенной модели физических процессов в генераторе электронного пучка на основе стационарного высоковольтного тлеющего разряда с убеганием электронов проведена оценка влияния нагрева газа в области катодного падения потенциала на вольтамперную характеристику генератора.

Проведен сравнительный анализ особенностей травления поверхностных слоев полимерных материалов в условиях плазмы низкочастотных (звуковых) и высокочастотных разрядов. Для различных конструкций плазмохимических реакторов в рамках феноменологического подхода проанализирована специфика процессов травления. Показано, что наличие области отрицательного свечения в тлеющих разрядах звукового диапазона частоты (ТРЗЧ) объясняет сравнимые значения скорости травления в тлеющих разрядах радиодиапазона (ТРРЧ) и ТРЗЧ при близких значениях поглощаемой мощности при различающихся на порядок значениях токов. Приводится ряд соображений, которые необходимо учитывать при выборе плазменного источника для конкретного процесса травления.

Экспериментально и численно исследована зависимость формы пылевых структур от величины тока тлеющего разряда в неоне. При увеличении тока однородные по радиальному сечению пылевые структуры трансформировались в структуры с внутренней полостью, свободной от пылевых частиц. Рассчитана потенциальная энергия пылевых частиц с помощью диффузионно-дрейфовой модели положительного столба разряда в неоне с учетом градиента температуры. Определена роль тепловыделения в процессе изменения формы пылевых структур. Результаты работы могут быть использованы для плазменных технологий с пылевой плазмой.

Рассмотрена задача о распределении электростатического потенциала вокруг равномерно заряженного вдоль поверхности непроводящего тора. Потенциал тора исследован на наличие локального экстремума. Обсуждён вопрос о наличии «потенциальной ямы». Представлена функция, аппроксимирующая потенциал в приосевой области.

Описана методика времяпролётных катодолюминесцентных исследований полупроводниковых образцов, покрытых светонепроницаемой маской специальной геометрии. Приведены результаты экспериментальных измерений затухания катодолюминесценции для образцов монокристаллического нитрида галлия в широком диапазоне температур (5—300 К). Показана возможность практической реализации данной методики в катодолюминесцентных исследованиях.

Эффекты переключения и памяти в полупроводниках были открыты в середине 50-х годов. Только в 90-х годах японские ученые предложили новую систему халькогенидных стеклообразных полупроводников, которые отличаются своей стабильностью и высокой скоростью фазовых переходов. Моносульфид германия может находиться как в аморфном, так и в кристаллическом состояниях, и это позволяет использовать слоистые кристаллы GeS в современных носителях информации

Исследованы спектры оптического поглощения и кинетика затухания люминесценции пленок состава (Pb, Gd)3-уСеуAlхGa5-хO12 (х = 0; 3,43 и 4,29 и у = 0,03; 0,04 и 0,05), выращенных методом жидкофазной эпитаксии из переохлажденных растворов-расплавов на основе системы PbO–B2O3. Определен сдвиг полос поглощения ионов Pb2+ и уровней 5d1 и 5d2 ионов Ce3+ при введении Al в плёнки. Измерена кинетика люминесценции ионов церия при возбуждении одиночным ультракоротким электронным импульсом и определены времена затухания, которые составили для быстрой компоненты 22 нс, а для медленной — 67 нс.