基于碳納米管吸收層的熱釋電傳感器設(shè)計.pdf

1、紅外傳感器近年來在軍事和民用市場得到了非?？焖俚陌l(fā)展,尤其在航空航天和數(shù)碼產(chǎn)品中都得到了廣泛的應用。紅外熱釋電傳感器是目前非制冷紅外探測器研究的熱點,特別在目前發(fā)展非?？焖俚目纱┐髟O(shè)備上擁有很高的應用潛力。紅外傳感器目前正超著陣列化、小型化、低成本的方向發(fā)展。本文的研究工作主要分為以下幾個方面:
　　1.首先對探測器的結(jié)構(gòu)進行了分析,設(shè)計了制備探測器的工藝流程,主要對熱釋電晶體的減薄和拋光進行了優(yōu)化。針對減薄和拋光工藝,使用臺階儀

2、分別對三種不同的拋光液和拋光墊拋光后的晶體表面粗糙度進行了比較,并選擇了專用滴料器使減薄和拋光更加均勻。使用原子力顯微鏡對拋光后的晶體表面形貌進行了測試。搭建了熱釋電系數(shù)測試系統(tǒng),對比了不同厚度及不同表面粗糙度的晶體的熱釋電系數(shù)。通過磁控濺射的方式制作的晶體的上下電極。
　　2.使用碳納米管作為探測器的紅外吸收層,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料。實驗采用物理和化學的方法對碳納米管進行了分散,選擇十六烷基三甲基溴化銨作為碳納米管的分散劑,物理過

3、程主要包括研磨、超聲震蕩和離心。將分散后的碳納米管加入成膜劑制成漿料,使用絲網(wǎng)印刷的方式將碳納米管均勻的涂抹于熱釋電晶體表面,形成紅外吸收層。使用相對光譜響應測試系統(tǒng),對單壁碳納米管和多壁碳納米管的相對光譜響應進行了測試。
　　3.分析設(shè)計了探測器的放大電路,對紅外探測器的性能進行了測試。利用自行搭建的測試系統(tǒng),測試了探測器的電壓響應。對晶體厚度為200μm、100μm、50μm的探測器進行了對比測試,并對三種不同吸收層的探測器性