Багатоелементні болометричні ІЧ детектори зі скануванням на основі високотемпературних надпровідників - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ УДК 621.383 БАГАТОЕЛЕМЕНТНІ БОЛОМЕТРИЧНІ ІЧ ДЕТЕКТОРИ ЗІ СКАНУВАННЯМ НА ОСНОВІ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИХ НАДПРОВІДНИКІВ 05.27.01 - твердотільна електроніка АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Гордієнко Едуард Юрійович Харків - 2006 Дисертацією є рукопис Робота виконана в Харківському національному університеті радіоелектроніки Міністерства освіти і науки України Науковий керівник: кандидат технічних наук, професор Сліпченко Микола Іванович, Харківський національний університет радіоелектроніки, проректор з наукової роботи, професор кафедри мікроелектроніки, електронних приладів та пристроїв. Провідна установа: Науково-виробниче підприємство “Карат” Мінпромполітики України (м.Львів) Захист відбудеться 08.06.2006 р. о _15___ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.052.04 Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Автореферат розіслано 07.05. 2006 р. Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат технічних наук Бородін Б.Г. болометричний напівпровідник перетворювач інфрачервоний ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми. Проблема створення високоефективних систем широкоформатного прийому теплових зображень з високим температурним і просторовим розрізненням продовжує бути актуальною, незважаючи на велику кількість робіт, спрямованих на їх розробку та промислове виготовлення. Основним елементом таких систем є інфрачервоні (ІЧ) детектори, які мають, перш за все, забезпечувати високу ефективність перетворення випромінювання. Незважаючи на те, що з моменту відкриття високотемпературної надпровідності при температурі ? 90 К багато лабораторій світу вивчають можливість використання високотемпературних надпровідників (ВТНП) для побудови високочутливих детекторів азотного рівня охолодження, досягти будь-яких успіхів у створенні багатоелементних перетворювачів ІЧ зображень поки що не вдалось. Запропонувати та обґрунтувати організацію поелементного зчитування інформації у широкоформатній ВТНП болометричній структурі, яка б дозволила уникнути формування великої кількості електричних з’єднань з комутатором, для чого розглянути можливість формування та переміщення на її приймальній площині локальних областей, чутливих до зовнішнього випромінювання, за допомогою лазерного зонда. 2. Дослідити надпровідні властивості та шумові характеристики найбільш підходящих ВТНП матеріалів з точки зору болометричних використань та оптимізувати технологію формування приймальних структур на їх основі з метою створення діючих зразків перетворювача ІЧ зображення. Теоретична оцінка просторової розрізняльної здатності ВТНП перетворювача ІЧ зображення з поелементним зчитуванням інформації за допомогою лазерного зонда та оптимальних часових та енергетичних параметрів цього зонда основувалися на вирішенні тримірного рівняння теплопровідності для реальної системи плівки YBaCuO на підкладці SrTiO3 з конкретними граничними умовами. Плівки YBa2Cu3O7-Х на підкладках SrTiO3 вирощувалися широко відомими та апробованими методами: методом ВЧ катодного розпилу з послідовним високотемпературним випалюванням (ex situ процес); методом прямого синтезу ВТНП з’єднання з потоку матеріалу мішені, утвореного при імпульсному лазерному випаровуванні (in situ процес). Теоретично встановлені часові та просторові залежності теплового розтікання температурного рельєфу, що виникає на приймальній поверхні реальної системи плівки YBaCuO на підкладці SrTiO3 при поглинанні випромінювання від теплового об’єкта, що реєструється, або комутуючого випромінювання джерела локальної теплової дії та визначено просторову розрізняльну здатність багатоелементного відтворення теплового поля відповідно запропонованого підходу. Набула подальшого розвитку концепція композитної схеми побудови болометричних детекторів. У другому розділі обгрунтовано технологію формування плівок YBa2Cu3O7-Х з різною орієнтацією осі “С” кристалу відносно підкладки та досліджено їх характеристики з точки зору болометричних використань.