长波碲镉汞红外焦平面探测器暗电流机理分析的开题报告.docx

长波碲镉汞红外焦平面探测器暗电流机理分析的开题报告
一、选题背景及意义
长波碲镉汞红外焦平面探测器（CMTHgCdTe）是目前国际上应用最广泛的一种红外探测器。CMTHgCdTe敏感波段覆盖长波红外1-5微米，具有高灵敏度、高时间分辨率、高空间分辨率、低噪声、高响应等特点，在遥感探测、天体物理、医学影像、制造业等领域具有广泛的应用。
在CMTHgCdTe的工作过程中，暗电流是一种很常见的信号源，它不仅会降低探测器的信噪比，同时也会影响探测器的温度稳定性、动态范围、响应速度等参数。因此，对暗电流机理进行深入的分析和研究，对探测器的性能提升和应用推广具有重要意义。
二、研究现状
目前对CMTHgCdTe暗电流机理的研究主要集中在以下两个方面：
1.材料缺陷与导电机制的研究。早期的理论研究表明，CMTHgCdTe暗电流机理与材料缺陷、杂质浓度、表面态密度等因素密切相关。目前，已有一些研究通过采用不同的表面处理方法或改变材料配比等方式，成功地降低了探测器的暗电流水平。
2.探测器制备工艺及器件结构优化的研究。采用适当的制备工艺和器件结构设计，能够有效地降低探测器的暗电流水平，改善器件的性能。例如，采用本征光照射、高温退火、表面通孔等方法，都能够有效地降低CMTHgCdTe探测器的暗电流。
以上研究表明，暗电流机理是CMTHgCdTe探测器性能优化的关键之一，但目前还存在一些问题需要进一步研究和解决。
三、研究内容及方法
本文拟开展对CMTHgCdTe暗电流机理的探究，具体内容和研究方法如下：
1.分析CMTHgCdTe探测器中的暗电流来源及其机理。采用二极管模型、泊松方程等理论手段，探究不同材料缺陷在内部或表面的导电行为。并采用实验手段结合材料成分、表面处理、制备工艺等不同因素的组合，研究不同条件下探测器的暗电流特性。
2.对比分析不同制备工艺对探测器暗电流的影响。例如，通过改变温度、时间、退火气氛等参数，研究不同工艺条件下CMTHgCdTe探测器暗电流变化特征；采用电容-电势法等方法，测量不同位置的器件电容和电势，揭示制备工艺对探测器电学性能的影响机理。
3.研究暗电流稳定性与动态特性。采用直流、脉冲测试等方法，研究不同电流密度下CMTHgCdTe探测器暗电流的稳态和非稳态特性。
四、论文结构安排
本文拟分为以下几个部分：
第一部分：绪论。主要介绍研究背景及意义，对国内外相关文献进行综述，明确本文的研究内容和目的。
第二部分：CMTHgCdTe探测器暗电流机理分析。主要介绍CMTHgCdTe探测器暗电流的来源及机理，分析不同材料缺陷在导电机制中的影响。
第三部分：探测器制备工艺优化对暗电流影响分析。主要以实验数据为支撑，分析不同制备工艺对CMTHgCdTe探测器暗电流的影响机理。
第四部分：暗电流稳定性与动态特性。主要介绍CMTHgCdTe探测器暗电流的稳态和非稳态特性，探究不同工作条件下暗电流的动态变化特征。
第五部分：总结与展望。对本文的主要研究内容进行总结分析，指出本研究的不足之处，并对进一步研究方向进行展望。
五、预期成果
通过本文研究，预计可以获得以下成果：
1.深入揭示CMTHgCdTe探测器暗电流的来源及机理，对暗电流的形成机制有更为清晰的认识。
2.明确不同制备工艺对CMTHgCdTe探测器暗电流的影响，为探测器制备工艺的优化提供依据。
3.研究探讨CMTHgCdTe探测器暗电流的稳态和非稳态特性，为探测器在实际工作中的应用提供参考。
4.全面挖掘CMTHgCdTe探测器暗电流机理的特殊性，更好服务于现代红外技术的发展和应用。
六、参考文献
1.邢洪杰,邵明明,等.HgCdTe红外探测器暗电流研究进展[J].电子元件与材料,2017,36(4):123-127.
2.戴永林,张永男,等.HgCdTe焦平面探测器重金属杂质效应研究[J].红外,2018,39(10):28-31.
3.罗天宝,王少平,等.碲镉汞红外焦平面探测器等效电路模型分析[J].光学精密工程,2017,25(7):1779-1786.
4.李海涛,蔡明阳,等.碲镉汞红外焦平面探测器杂质浓度对暗电流的影响[J].光学技术,2018,44(1):55-59.
5.张子英,张冬青,等.HgCdTe探测器的品质与特性分析[J].传感技术学报,2015,28(9):1399-1402.