【摘 要】
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随着光电探测技术的进步,红外探测器已从最初的单像元探测器发展到第四代焦平面红外探测器,在导弹制导、火控瞄准、夜视增强、安防监控、森林防火等军事与民用领域均得到了广泛的应用。目前,制备低成本、高性能、室温光子型中长波红外探测器是探测器发展的一个重要方向。以硒化铅（Pb Se）为代表的铅盐材料具有俄歇复合系数低、直接带隙结构等特性,在1-5μm的中红外波段具有良好的室温红外探测能力,成为制备低成本、高
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随着光电探测技术的进步,红外探测器已从最初的单像元探测器发展到第四代焦平面红外探测器,在导弹制导、火控瞄准、夜视增强、安防监控、森林防火等军事与民用领域均得到了广泛的应用。目前,制备低成本、高性能、室温光子型中长波红外探测器是探测器发展的一个重要方向。以硒化铅（Pb Se）为代表的铅盐材料具有俄歇复合系数低、直接带隙结构等特性,在1-5μm的中红外波段具有良好的室温红外探测能力,成为制备低成本、高性能的非制冷光导型中红外探测器的重要材料。初始制备的Pb Se薄膜并不具有红外探测能力,必须经过后续的高温敏化过程才能对红外辐射敏感。然而,学术界对关键敏化元素及Pb Se光导探测机制仍有争议,导致Pb Se红外探测器的探测性能难以得到进一步的提升,限制铅盐探测器的快速发展。基于此,本文通过设计和优化光敏化工艺流程,研究不同敏化条件下Pb Se薄膜的物相变化和形貌演变过程,明确了高性能Pb Se红外探测器的关键结构,提出了铅盐敏化增强光导机制的物理模型。取得的成果如下:（1）采用化学浴沉积法制备Pb Se薄膜,研究了生长温度对于Pb Se薄膜结晶质量的影响,在生长温度为90℃的条件下获得了高质量多晶Pb Se薄膜。（2）设计了O2、N2、O2/I2、N2/I2四组不同的敏化流程,研究了O、I两种敏化元素对Pb Se光敏性能的影响。确认了I元素是触发Pb Se光响应的关键元素,并在N2/I2和O2/I2敏化条件下分别获得了1.0×1010cm·Hz1/2·W-1与2.8×1010cm·Hz1/2·W-1的室温探测率。（3）基于XRD、SEM、EDS等微纳探测技术获取敏化后Pb Se薄膜的物相变化、形貌演变、元素分布等信息,建立了Pb Se的微观结构与探测性能间的联系,提出了以Pb I23D网络结构为核心的电荷分离模型,澄清了Pb Se敏化增强光电探测机理。以上研究成果有望能够填补我国在Pb Se红外探测器领域的研究的空白,加速非制冷铅盐光导探测器在军事和民用领域的应用。
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