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Una revisión de los materiales infrarrojos de HgCdSe cultivados con MBE en sustratos de GaSb (211)B

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Una revisión de los materiales infrarrojos de HgCdSe cultivados con MBE en sustratos de GaSb (211)B

2020-02-12

Revisamos nuestros esfuerzos recientes en el desarrollo de materiales infrarrojos HgCdSe en GaSbsustratos a través de epitaxia de haz molecular (MBE) para fabricar detectores infrarrojos de próxima generación con características de menor costo de producción y mayor tamaño de formato de matriz de plano focal. Para lograr epicapas de HgCdSe de alta calidad, las capas amortiguadoras de ZnTe se cultivan antes de cultivar HgCdSe, y el estudio de la tensión inadaptada en las capas amortiguadoras de ZnTe muestra que el grosor de la capa amortiguadora de ZnTe debe ser inferior a 300 nm para minimizar la generación de dislocaciones inadaptadas. La composición de aleación/longitud de onda de corte de los materiales de HgCdSe se puede variar en un amplio rango variando la relación de presión equivalente del haz de Se/Cd durante el crecimiento de HgCdSe. La temperatura de crecimiento presenta un impacto significativo en la calidad del material de HgCdSe, y una temperatura de crecimiento más baja conduce a una mayor calidad del material para HgCdSe. Típicamente, HgCdSe infrarrojo de onda larga ( x=0,18, longitud de onda de corte  $10,4\,{\rm{\mu }}{\rm{m}}$ a 80 K) presenta una movilidad de electrones tan alta como  $1,3\times {10}^{5}\,{\mathrm{cm}}^{2}\cdot {{\rm{V}}}^{-1}\cdot {{\rm{s}}} ^{-1}$, una concentración de electrones de fondo tan baja como 1,6 × 10 16  cm −3 , y una vida útil del portador minoritario tan larga como $2.2\,{\rm{\mu }}{\rm{s}}$. Estos valores de movilidad de electrones y vida útil de los portadores minoritarios representan una mejora significativa con respecto a estudios previos de HgCdSe cultivado en MBE informados en la literatura abierta, y son comparables a los de los materiales de HgCdTe equivalentes cultivados en sustratos de CdZnTe emparejados en red. Estos resultados indican que el HgCdSe cultivado en la Universidad de Australia Occidental, especialmente el infrarrojo de onda larga, puede cumplir con los requisitos básicos de calidad del material para fabricar detectores infrarrojos de alto rendimiento, aunque se requiere un mayor esfuerzo para controlar la concentración de electrones de fondo por debajo de 10 15  cm −3 . Más importante aún, materiales de HgCdSe de mayor calidad en GaSbse esperan optimizando aún más las condiciones de crecimiento, utilizando material de fuente de Se de mayor pureza e implementando el recocido térmico posterior al crecimiento y la extracción/filtración de defectos/impurezas. Nuestros resultados demuestran el gran potencial de los materiales infrarrojos HgCdSe cultivados en sustratos de GaSb para fabricar detectores infrarrojos de próxima generación con características de menor costo y tamaño de formato de matriz más grande.

Fuente:IOPscience

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