基于碳納米管吸收層的熱釋電傳感器設(shè)計(jì).pdf

1、紅外傳感器近年來(lái)在軍事和民用市場(chǎng)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(yīng)用。紅外熱釋電傳感器是目前非制冷紅外探測(cè)器研究的熱點(diǎn),特別在目前發(fā)展非?？焖俚目纱┐髟O(shè)備上擁有很高的應(yīng)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(gè)方面:
　　1.首先對(duì)探測(cè)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)了制備探測(cè)器的工藝流程,主要對(duì)熱釋電晶體的減薄和拋光進(jìn)行了優(yōu)化。針對(duì)減薄和拋光工藝,使用臺(tái)階儀

2、分別對(duì)三種不同的拋光液和拋光墊拋光后的晶體表面粗糙度進(jìn)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(duì)拋光后的晶體表面形貌進(jìn)行了測(cè)試。搭建了熱釋電系數(shù)測(cè)試系統(tǒng),對(duì)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(guò)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(cè)器的紅外吸收層,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料。實(shí)驗(yàn)采用物理和化學(xué)的方法對(duì)碳納米管進(jìn)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(guò)

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(duì)光譜響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng),對(duì)單壁碳納米管和多壁碳納米管的相對(duì)光譜響應(yīng)進(jìn)行了測(cè)試。
　　3.分析設(shè)計(jì)了探測(cè)器的放大電路,對(duì)紅外探測(cè)器的性能進(jìn)行了測(cè)試。利用自行搭建的測(cè)試系統(tǒng),測(cè)試了探測(cè)器的電壓響應(yīng)。對(duì)晶體厚度為200μm、100μm、50μm的探測(cè)器進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試,并對(duì)三種不同吸收層的探測(cè)器性