Фізичні властивості напівпровідників кадмій - ртуть - телур та фотодіодних структур на їх основі для багатоелементних фотоприймалних пристроїв ІЧ діапазону - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико - математичних наукПоказано, що методи нелінійної оптики можуть бути застосовані для неруйнівного методу контролю часу життя нерівноважних носіїв заряду в монокристалічному КРТ. Встановлені основні закономірності оптимальної реєстрації ІЧ випромінювання ФПП на основі багатоелементних лінійчатих КРТ ФД з пристроями зчитування у фокальній площині для подальшого їх використання у приладах тепловізійної техніки та визначено вплив неоднорідностей фотоелектричних параметрів ФД на характеристики лінійчатих ФПП для ІЧ діапазону спектра. Визначено вплив операцій накопичення та перетворення інформації в схемах зчитування на електричні шуми та питому виявлювальну здатність ФПП, що має суттєве значення в прикладних задачах. Исследования в диссертационной работе связаны изучением влияния толщины фоточувствительного слоя и механизмов поглощения ИК излучения в полупроводниках кадмий-ртуть-теллур (КРТ) и их влияния на спектральные характеристики чувствительности многоэлементных фотодиодных (ФД) структур ИК диапазона спектра, что является важным для учета потоков излучения, которые регистрируются фотоприемными устройствами (ФПУ). В результате математического моделирования и сопоставления с экспериментом получены эмпирические формулы: Slmax = Slmax (LEG, d), lmax = lmax (LEG, d), l0,5 = l0,5(LEG, d), l0,9 = l0,9(LEG, d), где Slmax - ампер-ваттная чувствительность КРТ фотодиодов в максимуме, lmax, - длина волны излучения в максимуме чувствительности, l0,9, l0,5 - длинноволновая граница чувствительности ФД по уровню 0,9 и 0,5 соответственно, LEG-длина волны излучения, соответствующая ширине запрещенной зоны КРТ, d - толщина фоточувствительного слоя.Наприклад, за станом на початок роботи недостатньо було висвітлено вплив крайового оптичного поглинання епітаксійного КРТ та товщини d (d = 5 ? 15 мкм) фоточутливих шарів на форму довгохвильової ділянки спектральної чутливості ФД та абсолютне значення максимуму спектральної чутливості ФД, недостатньо розроблені методики визначення часу життя нерівноважних носіїв заряду в КРТ безконтактним методом. Недостатньо було визначено вплив операцій накопичення та перетворення інформації в схемах зчитування на величину електричних шумів та питому виявну здатність ФПП ІЧ діапазону, що має суттєве значення для їх використання у прикладних задачах. Також були відсутні відомості про методики для аналізу вихідного сигналу ФПП, принципи оптимізації вибору робочої точки фотодіодів для зменшення впливу неоднорідності електричних характеристик КРТ фотодіодів та МОН транзисторів схем зчитування. Метою даної дисертаційної роботи було встановлення ролі механізмів поглинання ІЧ випромінювання у вузькощілинному КРТ та їх впливу на спектральні характеристики чутливості багатоелементних ФД структур, дослідження можливостей застосування методів нелінійної оптики для безконтактного методу контролю складу та однорідності зразків КРТ, встановлення основних закономірностей оптимальної реєстрації ІЧ випромінювання охолоджувальних до температури рідкого азоту багатоелементних ФПП з КРТ фотодіодами та пристроями зчитування, визначення впливу неоднорідності фотоелектричних параметрів КРТ фотодіодів на характеристики багатоелементних ФПП ІЧ діапазону спектру. Також завданням дисертаційної роботи було визначення впливу операцій накопичення та перетворення інформації у схемах зчитування ФПП на величину електричного шуму та питому виявну здатність ФПП, розробка методик для аналізу вихідного сигналу ФПП, оптимізація вибору робочої точки фотодіодів для зменшення впливу неоднорідності електричних характеристик КРТ фотодіодів та МОН транзисторів схем зчитування.У вступі обгрунтовано актуальність та напрямок досліджень дисертаційної роботи, вибір обєктів і методів досліджень, сформульовані мета і задачі роботи, вказані наукова новизна, практичне значення та апробація результатів досліджень, їх звязок з плановими завданнями Інституту, вказана кількість публікацій за матеріалами дисертації, структура, обєм роботи, та інші формальні ознаки, що стосуються дисертаційної роботи.В останні 10-15 років технології бачення у недоступних для ока людини діапазонах спектру розвиваються з великою швидкістю, що обумовлено як вдосконаленням засобів отримання високоякісних фоточутливих матеріалів, так і збільшенням можливостей технології великих інтегральних схем, які дозволяють обробляти інформацію масивів ПВ у реальному масштабі часу. Перший розділ дисертаційної роботи містить огляд літературних джерел з найбільш актуальних для принципів побудови та типів багатоелементних, охолоджувальних лінійчатих ФПП для далекої ІЧ-ділянки спектру на основі сполук КРТ, питань фізичних основ оптичних та нелінійних оптичних властивостей (в області фундаментального та крайового поглинання) монокристалів та епітаксійних шарів КРТ.

2. Основний зміст