1 / 42

QWIP Quantum-Well Infrared Photodetectors e Visione nell’infrarosso

QWIP Quantum-Well Infrared Photodetectors e Visione nell’infrarosso. Docente: Mauro Mosca (www.dieet.unipa.it/tfl). A.A. 2013-14. Ricevimento: alla fine della lezione o per appuntamento. Università di Palermo – Facoltà di Ingegneria (DEIM). Un po’ di storia: esperimento di Herschel. 1800.

chuong
Download Presentation

QWIP Quantum-Well Infrared Photodetectors e Visione nell’infrarosso

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. QWIPQuantum-Well Infrared PhotodetectorseVisione nell’infrarosso Docente: Mauro Mosca (www.dieet.unipa.it/tfl) A.A. 2013-14 Ricevimento: alla fine della lezione o per appuntamento Università di Palermo – Facoltà di Ingegneria (DEIM)

  2. Un po’ di storia: esperimento di Herschel 1800

  3. Un po’ di storia: termopila di Nobili-Meloni 1829… arrivano i rivelatori

  4. Un po’ di storia: primo tubo convertitore d’immagini first photon effect (selenium) by Smith in 1873 seconda guerra mondiale… visione al buio

  5. Sviluppo dei sistemi di rivelazione IR parallelo seriale

  6. Eccitazione ottica nei semiconduttori generazione termica comparabile a quella ottica

  7. Rivelatori termici e fotonici

  8. Detectivity di vari rivelatori IR

  9. BLIP (background-limited infrared photodetection) • Problema della background radiation • G = Gth + Gopt • The optical generation may be due to the signal or background radiation. • If the thermal generation is reduced much below the background level, the performance of the device is determined by the background radiation (BLIP) • For the BLIP requirements: Gth = Gopt

  10. FPA: prima generazione

  11. FPA: seconda generazione

  12. FPA ibrido CdTe, CdZnTe (max chip size 10 mm2) PACE (Producible Alternative to CdTe for Epitaxy)

  13. Evoluzione pixels per array

  14. Why HgCdTe? • Can be tailored for optimised detection at any region of IR spectrum • HgCdTe is the only material covering the whole IR spectral range having nearly the same lattice parameter • - The difference of lattice parameter between CdTe andHg0.8Cd0.2Te is 0.2%. Replacing small fraction of Cd with Zn or Te with Se can compensate the residual lattice • mismatch. • Problems in mass production, which result from a weak Hg–Te bond • Health hazard (toxic compounds) • High mercury vapour pressure over melts • - Difficulties in repeatable growth of uniform composition bulk crystals and epitaxial layers but…

  15. HgCdTe: gap vs. lattice constant

  16. Fotodiodi HgCdTe (illuminati dall’alto)

  17. Fotodiodi HgCdTe (illuminati dall’alto)

  18. Fotodiodi HgCdTe (illuminati dal basso)

  19. Fotodiodi HgCdTe (illuminati dal basso)

  20. Diagramma a bande di una omogiunzione n+ on p trasparente

  21. Assorbimento intersubbanda interbanda interSUBbanda

  22. n-doped bound-to-bound QWIP tunneling trasporto perpendicolare (mobilità più alta nello stato eccitato) si blocca la dark current dovuta alle cariche del ground state

  23. n-doped bound-to-continuum QWIP no tunneling dark current si deve restringere la larghezza della well la barriera si può allargare senza far diminuire la fotocorrente

  24. n-doped bound-to-quasibound QWIP barriera per l’emissione termoionica (dark current) = barriera per la fotocorrente la barriera sale di ca. 15 meV rispetto al caso continuo

  25. n-doped broadbound QWIP super-reticolo quasibound progettati per diverse l

  26. n-doped bound-to-bound miniband QWIP rivela a ca. 0 V (bias) V<minibanda riduce la ground-state dark current super-reticolo

  27. n-doped bound-to-continuum miniband QWIP migliora il trasporto degli elettroni eccitati aumenta la dark current termo- ionica

  28. n-doped bound-to-miniband QWIP come bound-to-continuum (ma minore mobilità) alta dark current

  29. n-doped step bound-to-miniband QWIP si riduce la dark current (più barriere da attraversare) InGaAs.strained quantum wells (più profonde delle barriere del super-reticolo)

  30. Dark current thermoionic emission (T>55K) thermal-assisted tunneling (30<T<55 K) tunneling (T<30 K)

  31. Risposta spettrale

  32. Risposta spettrale

  33. Risposta spettrale barrier resonance

  34. Accoppiamento della luce: random reflector E

  35. Accoppiamento della luce: reticolo 2D

  36. Accoppiamento della luce:dipendenza della risposta dal reticolo

  37. Accoppiamento della luce:dipendenza della risposta dal reticolo

  38. Accoppiamento della luce:dipendenza della risposta dal reticolo

  39. Applicazioni QWIP: regime MWIR e LWIR

  40. Applicazioni QWIP: regime MWIR e LWIR MWIR LWIR

  41. Applicazioni QWIP: visione dual band IR

  42. 1 2 Applicazioni QWIP: campi minati

More Related