光电探测题目汇总

1、 能带结构图和IO曲线图的解释。答：？ 整流结和欧姆接触答：整流效应：某些硫化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应。欧姆接触：是指金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区而不在接触面。欧姆接触在金属处理中应用广泛，实现的主要措施是在半导体表面层进行高掺杂或者引入大量复合中心。欧姆接触指的是它不产生明显的附加阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的改变。 为什么红外材料不能探测紫外线？为什么紫外材料能探测红外光？（红外宽

2、，同时能量，紫外的数目会减少 第一章）答：1.红外材料的禁带宽度较窄，对波长短的紫外光不敏感。2.因为紫外材料是宽禁带材料其较宽的带隙对蓝绿光或紫外光非常敏感？ 紫外，分类和答：（1）光导型紫外探测器（2）肖特基势垒紫外探测器（3）msm型紫外探测器（4）PN结型紫外探测器（5）pin结紫外探测器（第二章） 宽禁带和窄禁带材料的特点？答：宽带隙定义：宽带隙即带隙大（ Eg 2.3eV），即是从价带跃迁到导带需要的能量高。特点：1.禁带宽度大2.热导率很高3.击穿电场高4.电子饱和漂移速率大5.化学稳定性好6抗辐射能力极佳。窄带隙定义：宽带隙即带隙小（ Eg 2.3eV），即是从价带跃迁到导带需

3、要的能量比较低一些。特点：1.禁带宽度窄2.窄禁带半导体材料电学特性往往也较差。例如，因为载流子的热激发，其暗电流通常较大。第四章 时间延迟积分，为什么要？怎么积分?有什么好处?答：？ SPRITE红外探测器的工作原理以及其改善（1.光生载流子多少2.电压作用下）答：SPRITE红外探测器件利用红外图像扫描速度等光生载流子双极漂移速度这一原理实现了在探测器内进行信号延迟、叠加，从而简化了信息处理电路。有一稳定的非常窄的小的光信号照射在样品上，x=0处样品中产生的非平衡载流子在样品两端加电压作用下，光生载流子要经过产生、复合、扩散、漂移等过程，其浓度变化遵循连续性方程。第四章第二页 光电导，光伏

4、，MIS，肖特基势垒的工作机理，结构，能带？答：1.光电导：工作机理：光电导探测器是利用半导体中电子吸收入射光子后产生电导率变化以输出电信号的器件。能带图：图一是本征吸收:价带中的电子吸收有足够能量的入射光子跃迁到导带产生电子空穴对，使半导体的载流子密度发生变化，从而使半导体的电导发生变化(增加),这个过程称为本征激发过程。此时入射辐射的长波红限为: 工作电路结构：图中Rd 为光电导器件， RL为负载电阻， v为电源端电压，若半导体为矩形体薄片，如图7(b)所示，材料均匀，信号入射辐射波长为，总功率为PS ，背景辐射总功率为Pb。 图二是非本征吸收：图中Et为杂质能级，Et为杂质能级(图中为受

5、主)的电离能。入射光将价带电子激发到杂质能级(受主)或将杂质能级(施主)的电子激发到导带, 会产生半导体载流子数目变化，进而使电导率变化称为非本征光电导。图三是自由载流子光电导探测器吸收入射光子后并不引起载流子数目变化，而是激发载流子到高能级引起载流子的迁移率变化。2.光伏：工作原理：利用半导体P-N 结受光照射后产生光生伏特效应的器件。能带：光照前P-N结两侧(P型区和N 型区)费米能级平衡，结合处产生势垒区(层)，势垒层中存在电场(电势梯度)；光照后，入射光在势垒层附近P型区本征激发的电子扩散到势垒区，即被势垒层电场拉到N型区。产生自N型区向P型区的电流。其结果使P区带正电，N区带负电，P

6、区和N区间产生电势差V。若在外部使P型区和N型区经外电路连接起来，就会在外电路中产生自P 区流到N区的电流。结构：3.MIS:？4.肖特基探测器：工作原理：肖特基势垒探测器是利用金属与半导体接触形成的势垒受光照射后产生光生伏特效应的探测器。能带：硅化物中的空穴到达半导体的势垒高度为ms，小于硅的禁带宽度。光子能量小于硅禁带宽度的红外辐射透过硅衬底，在硅化物中被吸收，激发硅化物中的空穴越过肖特基势垒，在势垒区电场作用下移到P-Si区，使两侧产生电势差，即产生光生伏特效应。 HgcdTe的量子井比较？答：？ 为什么Ptsi的量子效应低？（带隙？）如何提高其量子效应？答：？提高量子效率方法：(1)薄

7、PtSi膜(2l0nm)；(2)光学共振腔；(3)P型硅衬底背面加抗反射层(器件采用背面进光模式)。实践证明，上述改进措施使量子效率得到了大幅度提高。1量子井的原理答：量子阱由一半导体薄层(厚度通常小于15nm)两侧分别包裹一层禁带宽度相对较宽的半导体势垒层构成的。不像半导体体材料中的连续电子态，在量子阱中电子是分布在若干个分立能级上。通过调整量子阱层的宽度和化学组分，可控制阱中的能级数、能量位置以及它们之间的间隔。吸收光子的能量对应于量子阱中的能级间隔。因而可实现从中红外到远红外的辐射探测。电子从导带一个能级跃迁到导带另一个能级被称为子带间跃迁。2.硅探测器的优点和局限性答：？3.THz波长30um-3000um4.红外焦平面为什么需要制冷答：？5.热释电，热敏电阻型，定向定性，定量的工作原理并提高它的性能。答：热释电器件：一种利用热释电效应制成的热探测器件。当太赫兹辐射照射到已有自发极化强度的热释电晶体上时，引起晶体的温度升高，而导致表面电荷减少，这相当于“释放”了一部分电荷，释放的电荷可以用放大器转变成输出电压。如果红外辐射继续照射使晶体的温度升高到新的平衡值，那么这时候表面电荷也就达到新的平衡浓度，不再释放电荷，也就不再有输出信号。热释电探测器的电极面积为Ad，P