倍增探测器

SEM 配备的背散射电子探测器有半导体的、闪烁体+光电倍增管的、4Q BSD的、鲁宾逊的、YAG的、人马座......请大师们指点一下这些探测器的特点，及如何选配。

虽然这两个探测器测的是不同波数的光,我想请教它们有没有一个比较量化的比较?主要是从灵敏度的角度出发.谢谢!!!

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分享一篇关于低真空SEM技术的文献。《电子显微学报》2023年4月，第42卷第2期低真空扫描电子显微镜对含水、含气以及不导电样品等的表征方面有着重要应用。国仪量子公司团队基于电子轨迹追踪模拟和粒子碰撞蒙特卡洛模拟,对低真空信号探测器的工作过程进行仿真和实测,分析了探测器在不同位置和气压大小对收集效率的影响。根据模型所预测的探测电流的大致范围同实测探测电流较为一致。同时仿真分析的结果表明,空间中不同区域的放电强度有较大区别,局部区域的雪崩倍增剧烈程度与该区域的电场强度成正相关。这对探测器的形状和位置布局设计具有显著的指导意义。

MCP（微通道板）是一种平面二维探测器，可以在真空条件中探测电子、离子、真空紫外线、X射线和伽玛射线，并能放大探测的信号。重要的特点是快速达到低于纳秒的响应时间，对于飞行时间质谱（TOF-MS）来说是非常理想的探测器。[align=center][img=,400,233]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/49467a59-3f27-4730-a050-43fffc6ae215.jpg[/img][/align][align=center]滨松MCP产品[/align]在质谱应用中，样品经过电离源生成离子，经过质量分析器后，不同荷质比（m/z，即电荷/分子量）的离子被区分开来并在真空中飞向MCP，最终被MCP所探测。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/edaa3795-07e2-4f40-8f21-21b76281fc28.jpg[/img][/align][align=center]MCP在TOF-MS中的使用示意图[/align]本文将就MCP的基本原理，重要参数和简单选型问题，进行解读。以帮助仪器开发中，对MCP产品更好的理解、选择和使用。[align=center][img=,400,294]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/98f3ffd1-08f2-4d90-b391-17feaf8e2261.jpg[/img][/align][color=#c00000][b]什么是MCP？[/b][/color][align=center][/align]微通道板（Microchannel Plate，一般简称 MCP）可以被用于检测电子、离子、高能粒子、中子、紫外线、X射线等各种粒子和能量较高的电磁波。是由大量中空的毛细管（微通道）二维排列而成的片状结构（见图1-A，B）。微通道的内壁经过处理，使得粒子轰击时能够产生二次电子。使用中MCP两端被加上电压，在微通道内部形成电场，粒子轰击产生的二次电子会被电场加速，再次轰击微通道内部产生更多的二次电子（如图1-C）。这个过程在同一微通道中重复多次，最终在出口端输出大量的电子（称为倍增电子）。MCP最终输出的倍增电子和入射粒子的数量之比称为MCP的增益，一般单片MCP的增益在10[sup]3[/sup]左右。[align=center][img=,600,320]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/94a2feba-f161-4e92-9247-8b65c934e081.jpg[/img][/align][align=center]图1. MCP结构与基本原理[/align][align=center]MCP的尺寸一般在10-100mm量级，厚度在0.5-1mm量级，微通道直径在10um左右[/align]MCP输出的倍增电子一般有三种读出方式：单阳极读出、多阳极读出与荧光屏读出。滨松不仅能够提供MCP裸片，还可以提供模块产品对应各种信号读出方式与要求。 单阳极读出模块：所有MCP输出的倍增电子被同一个阳极接收转化为电信号。此类模块相当于一个点探测器，常被用做质谱探测器； 多阳极读出模块：MCP不同位置所输出的倍增电子对应着不同的阳极，让此类模块具有了位置区分的能力，可被用于化学分析用电子能谱（ESCA）等应用中。多阳极可以呈线性排列，也可以成二维排列（如图2）。阳极间距（Anode Pitch）可以为3mm或以上； 荧光屏读出模块：荧光屏可以将MCP输出的电子转化为可见光。与单片MCP联用时分辨率能达到40-50um；与两片MCP联用时分辨率能够做到80-100um。根据需求不同（如输出的可见光颜色、荧光衰减时间、响应时间等），可以选择不同的荧光屏。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c6c3dd2a-6426-484f-9803-3a264ca46b1d.jpg[/img][/align][align=center]图2. MCP读出模块示意：（A）单阳极读出；（B）多阳极读出；（C）荧光屏读出[/align][b][color=#c00000]5个重要参数解析[/color][/b][color=#c00000][/color]作为一类探测器，MCP的探测下限、探测上限与线性范围、响应速度、寿命及使用环境都是经常被关注的特征。另外，对于荧光屏输出的MCP模块，空间分辨率也非常重要。接下来，我们就将从这些特征入手，进行解析。[b]探测下限[/b]探测下限的核心是整个探测体系的信噪比。[align=center][img=,500,360]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/9a84afc1-25d8-4889-afbe-1129fb88510b.jpg[/img][/align][align=center]图4. MCP信噪比的相关参数[/align]为了拥有更好的探测下限，可以从以下三个方面入手：提高探测效率；降低噪声，尤其是能被增益放大的噪声；提升增益。[color=#333333]1、探测效率[/color]在MCP对弱信号进行探测时，越大比例的待测信号能被接收并轰击出二次电子（即探测效率越高），也就意味着能更好地“利用”待测信号，探测下限也就越低。不同的粒子/电磁波在MCP中的探测效率并不一样（如表1），所以提升MCP探测效率的第一个策略是先将探测效率低的粒子/电磁波转换为探测效率高的粒子（如电子）。例如，（a）MCP对VUV的探测效率较低，在VUV探测中，可在MCP入口端镀上CsI等光电转换材料将VUV转换为电子；（b）MCP对可见光几乎无响应，在极弱可见光探测的像增强器中，可通过GaAs等光电材料将可见光转化为电子。[align=center]表1. MCP对各种粒子/电磁波的探测效率[/align][align=center][img=,500,307]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/2eb0ae25-41f8-4270-a0ac-ffcfd4c2bcac.jpg[/img][/align]第二个提升探测效率的策略，是让更大比例的入射粒子成功轰击出二次电子。具体办法有二：# 增加开口率（Open Area Ratio，OAR）开口率指“MCP表面微通道开口面积 / 整个MCP有效面积”。开口率越高，MCP的探测效率也越高。一般普通MCP的开口率为60%，而滨松研发的漏斗形（funnel type）开口的MCP，开口率可达90%（如图5，实际对比如图6）。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/87e727c4-444f-4673-af67-f751263f4d40.jpg[/img][/align][align=center]图5. MCP的开口率与偏角[/align][align=center][/align][align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b866120d-7e7e-4b11-b08e-4c0de259c886.jpg[/img][/align][align=center]图6. 不同OAR的MCP在探测效率上的对比[/align][align=center]样品为小分子蛋白质，探测体系为MALDI-TOF[/align]# 选择合适的偏角（Bias Angle）偏角指微通道与MCP表面的法线之间所成的角度，为的是让粒子有更大的概率轰击到微通道的内壁上（如图5）。但偏角并非越大越好，以电子为例，在打入微通道内壁后产生二次电子，产生二次电子的位置和偏角相关。如果偏角太大，使得电子入射后产生二次电子的位置较深，容易造成二次电子的逸出减少；如果偏角太小，又会导致没有足够的二次电子激发。MCP的偏角一般为8°~ 12°。[color=#888888][/color][align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b51d1409-4e8a-4be5-927b-2af87cfa817c.jpg[/img][/align]2、噪声在MCP所涉及的探测系统中，噪声可以分成MCP本身的噪声，以及读出端的噪声。MCP本身的噪声是比较低的，在电压1000V时，单片MCP的暗电流低于0.5pA/cm[sup]2[/sup]。作为对比，光电倍增管（PMT）是以信噪比高而著称的探测器，滨松R928侧窗光电倍增管的感光面积为8mm x 24mm = 1.92 cm[sup]2[/sup]，其暗噪声的典型值为3nA，折合约1500pA/cm[sup]2[/sup]。MCP在使用中主要需要考虑的噪声来源是离子反馈（Ion Feedback，具体机理见图7）。虽然MCP工作在真空中，但总是不可避免的有残余气体分子。当MCP输出的倍增电子和残余气体分子碰撞时，会产生正离子。这些正离子在电场中会与倍增电子呈反向运动，再次轰击微通道内壁产生电子，这个过程就称为离子反馈。由于正离子反向运动是需要时间的，所以离子反馈所产生的信号与真实信号本身并不会叠加，反而成为了噪声/杂峰的重要来源。所以真空度不够时，残余气体分子过多会在实际使用中带来额外的噪声，这是特别需要注意的。就滨松的MCP产品而言，建议工作在1.3x10[sup]-4[/sup]Pa以下。不过，滨松也将在近期发布能够工作在低真空度（至1Pa）下的MCP模块，敬请关注。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/1dcbfc58-14fa-4c3f-b672-71794f3ed006.jpg[/img][/align][align=center]图7. 离子反馈示意图[/align][align=center][/align]3、增益由于MCP本身的噪声很低，所以读出端引入的噪声（主要是不能被MCP增益放大的噪声，参考图4中公式）会影响较大。具体说来，无论是单阳极输出方式中的读出电路，还是荧光屏输出方式中的荧光屏+相机，都会引入额外的噪声。所以在检测弱信号的时候，MCP采用更高的增益不仅是放大了信号，产生了更多的倍增电子，还能让整个系统得到更好的信噪比。MCP的增益主要与纵横比（α，Aspect Ratio）和电压相关。纵横比指微通道的长度与直径的比值（如图8）；电压特指加在MCP两端的电压（如图1-C中所示的电压）。如图8所示，纵横比越大，MCP所能提供的增益越大；同一片MCP上所加的电压越大，增益越大。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/e4d01ca8-33ff-47d1-8628-2852f776c8c4.jpg[/img][/align][align=center]图8. MCP的增益与电压、纵横比之间的关系[/align]对于单片的MCP，当增益大于10[sup]4[/sup]的时候，MCP射出的倍增电子量变大，离子反馈所产生的噪声就很大了；所以一般不会用太高的纵横比（一般40-60，这样给1kV电压的时候就能做到10[sup]4[/sup]的增益）。如果应用中需要更高的增益，通常会把2-3片MCP叠在一起，并让前后MCP的偏角反过来（如图9），这样的反角设计，可让反馈离子难以进入第一级MCP，有效减弱离子反馈，提升信噪比。如图9所示，2-3片MCP叠在一起的增益会比较高。实际使用中，最常见的是将两片MCP叠在一起获得约10[sup]6[/sup]以上的增益。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/82381df2-ea89-48d7-9549-34e2488aa42e.jpg[/img][/align][align=center]图9. 2-3片MCP叠在一起的使用方案及效果[/align]综上所述，只要在要求的高真空环境下，MCP本身的噪音是非常低的。如果特别关注弱信号的检测，在选型和使用时主要可以考虑：1）选用大开口率（OAR）的型号，保障高探测效率；2）适当采用较高的电压，以及选择2-3片MCP叠起来使用以获得更高的增益,间接压制读出端的噪音，降低信号读出的难度。线性范围与探测上限线性范围取决于探测上限与探测下限的差值。如果一个手段（例如降低增益）既提升了探测上限，也提升了探测下限，其往往不能提升动态范围。由于MCP的探测下限与增益息息相关（参见上节），所以当希望MCP具有较大线性范围的时候，一般主要考虑如何在不影响增益的情况下提升探测上限。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/1e506fee-e7e1-455f-bae2-b0f2f2cd0160.jpg[/img][/align][align=center]图10. MCP探测上限与探测下限的参数解析[/align]MCP探测上限相关的主要参数称为最大线性输出电流（MaximumLinear Current），其绝对数值一般为3-5uA。当MCP的输出电子变多时，MCP内壁会因为大量的二次电子发射而带电，这会影响电场分布削弱接下来的倍增过程。MCP内壁所带的电荷会被带电流（strip current，参考图1-C）所中和。但是由于MCP较高的等效内阻（一般在100-1000MΩ），带电流通常会比较小，这就导致倍增电子过多时，在微通道壁上残余的电荷不能及时被中和，影响MCP内的电场分布并最终导致增益下降——此时MCP对于信号离子的响应也就不再是线性的了。由于MCP的最大线性输出电流与带电流的大小相关，所以最大线性输出电流有时会标注为带电流的百分比，如“7% of strip current”。以上述原理为基础，为了增加最大线性输出电流，得到更大的线性范围，第一个策略是采用较低等效内阻（如滨松F6584所采用的2-30MΩ）的MCP；同样的电压下，更低的电阻可以得到更大的带电流（strip current），从而提升最大线性输出以及线性范围（如图11）。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/eb17c51c-d53b-4767-8bfb-b9fdca656fb4.jpg[/img][/align][align=center]图11. 低电阻MCP所具有的大线性范围和高最大线性输出[/align]此外，滨松还提供了第二条策略，将一片MCP和一片雪崩二极管（Avalanche Diode）联用（“MCP+AD”模块），从而得到较高的线性范围和最大线性输出。在这种组合下，整个模块的增益依然有10[sup]6[/sup]左右，与两片MCP联用的增益类似——即探测下限不差。但是在MCP部分的增益只有1000-10000，相比两片MCP联用的10[sup]6[/sup]是小了2-3个数量级的，这意味着倍增电子也很少，在达到MCP的最大线性输出电流前能够接受更多的待测粒子——即探测上限很高。所以“MCP+AD”模块能够得到远超传统MCP模块的线性范围和探测上限。从参数上看，MCP+AD模块的最大线性输出电流高达230uA，远高于MCP的3-5uA。同时，由于MCP+AD模块中MCP部分的倍增电子会少于两片MCP联用的情况，整个模块的寿命也得到了延长。[align=center][img=,400,354]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/1beaeaaf-eeb9-4158-af3a-b9fd39e30ba3.jpg[/img][/align][align=center]图12. 滨松MCP+AD模块示意[/align]综上所述，如果希望MCP的探测系统具有较大的线性范围，主要可以考虑：1）选用电阻较低的型号，如滨松F6584；2）选用MCP+AD模块产品。响应速度当一个待测粒子轰击出二次电子，并反复倍增的过程中，每一个倍增电子的飞行路径是不完全相同的，所以电子到达阳极的时间（以单阳极读出的MCP模块为例）有先有后，这使信号具有一定的峰宽。随着总飞行距离的增长，各倍增电子间的飞行距离也会差别越来越大，如采用单阳极读出的MCP模块时，就能很明显地看到信号峰变宽，信号的上升时间变长。但总的来说，MCP的响应速度是很快的，上升时间通常在0.3-1.5ns。而另一类粒子探测器——电子倍增器的上升时间通常为1-5ns。MCP的响应速度主要与微通道的长度有关，长度越长，电子在其中的飞行距离越远，信号的上升时间就越长。由于MCP的增益不单取决于微通道的长度，而是取决于纵横比（等于微通道的长度/直径），所以提升响应速度的第一条策略是让MCP微通道的长度和直径等比例缩小，这样既可以增加响应速度，同时也不减弱增益（如滨松F4655-13）。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/270ccbcc-ae81-4a7d-8920-4f3750c4f777.jpg[/img][/align][align=center]图13. 增加MCP响应速度的策略[/align][align=center]等比例缩小MCP微通道的长度和直径[/align]除了MCP微通道长度，倍增电子从MCP出口飞向阳极或荧光屏也是分布在一定角度之内的。垂直飞向阳极的电子和以一定角度飞向阳极的电子，其到达阳极的时间也不一样，所以提升响应速度的第二条策略是在MCP出口和阳极之间加入额外的网状电极，对倍增电子的飞行路径进行校正，使其飞行距离更为相近。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/7eed9e72-3109-4e4b-8fa2-6b776f2aa42f.jpg[/img][/align][align=center]图14. 增加MCP响应速度的策略[/align][align=center]校正倍增电子的飞行路径[/align]空间分辨率当MCP和荧光屏联用的时候，空间分辨率也是一个非常重要的参数。单片MCP与荧光屏联用时分辨率能达到40-50um；两片MCP叠用时分辨率一般能够做到80-100um。用两级MCP会比用一级MCP的分辨率下降，因为：（1）从第一级MCP中的一个微通道出来的电子可能会进入第二级MCP的几个通道中；（2）两级MCP输出的倍增电子会更多，电子之间互斥会导致出射角度变大，降低分辨率（如图15）。为了增加空间分辨率，可以考虑：1）缩短MCP和荧光屏之间的距离，虽然电子之间互斥会导致微通道中的电子出射角度变大，但缩短距离可以削弱其对于空间分辨率的影响；2）增加MCP和荧光屏间的加速电压。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/88a2e349-ba2d-4b57-9d0e-64450400abaa.jpg[/img][/align][align=center]图15. MCP与荧光屏联用时的空间分辨率影响因素[/align]寿命和使用环境MCP的寿命和从MCP中总的出射的电子数量是相关的，所以MCP的寿命用电量表示。一般MCP的寿命在10C（库伦）或以上。作为对比，同为粒子探测器的电子倍增器其寿命仅为0.3C（总电荷数量）。此外，在同一电压下，MCP的增益会随着使用而下降，所以在信号不太弱的时候，滨松建议对于一片新的MCP可以将电压调得比参数表上的电压更低一些，这样从MCP出射的倍增电子不会那么多，有利于延长MCP的寿命。而且随着使用，可以通过逐渐增加MCP上的电压，以维持稳定的增益。在MCP的使用环境上，一般需要关注以下两个参数：# 磁场MCP对磁场的敏感程度不及PMT和电子倍增器。但磁场对MCP也是有影响的，尤其是与微通道垂直的磁场。如果MCP一定要在磁场环境中使用，尽量让磁场与微通道的长轴平行。选择合适的MCP以及合适的方位，能让MCP在2T的磁场下正常工作。# 真空度普通的MCP对真空度有着较高的要求，需要工作在1.3x10[sup]-4[/sup]Pa以下。在低真空度（即气压较高时）下，较多的气体分子会被轰击成正离子，不仅会以离子反馈的原理导致高噪声（如图7），这些额外的倍增电子（实际上是噪声）也将降低MCP的寿命。但对于一些特别的应用，真空度无法维持在很高的状态。针对这种情况，滨松也特别开发了能够工作在1Pa真空度下的MCP模块（Gen3 三级结构MCP），新品即将推出。[color=#c00000]MCP的选型参考[/color]包括MCP在内，滨松有多种粒子探测器。相对而言，MCP具有以下优势：1）MCP的探测面积较大，一般从10mm到100mm不等，其中包含了数以百万计的微通道；2）一个微通道的寿命中止并不影响整体的使用，所以MCP的寿命大大优于EM和CEM（反映为积累电荷寿命较大）；3）由于MCP中微通道的长度比较短，电子在其中的飞行距离较短，所以MCP的时间响应比EM和CEM要更快一些。（反映为上升时间较短）。不过，MCP也有自己的短板，如较窄的动态范围（反应为最大输出电流）。这可以理解为MCP中打拿级之间的电势差较小，到增益的最后，已经无力驱动太多电子，导致最大输出电流具有较低的天花板。为了解决这个问题，滨松研发了MCP+AD模块（可以参见上文的介绍）。此外，针对真空度要求较高的特征，滨松即将推出的Gen3 三级结构MCP也将很大程度解决这个问题。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/f12d6714-ed55-4fcd-8ef0-7e7dfdd7a633.jpg[/img][/align][align=center]表2.各类粒子探测器的对比[/align][b][b][/b][/b]

最近单位采购，一直纠结于某款热场电镜和冷场电镜。热场电镜的景深十分出色，但分辨率较为一般，除二次电子探测器（低位和高位）外，还配了单独的背散射电子探测器、主流能谱仪、五轴马达台、红外CCD相机。。。冷场电镜的景深也不错，分辨率十分出色，出二次电子探测器外，背散射电子的探测功能通过高位探测器改变偏压实现，不是那么主流的能谱仪、三轴马达台。。。价格估计两家都做得蛮拼的。各位前辈有没有什么建议？

[b][color=#d40a00][size=4] 端窗式光电倍增管(CPM)，是一种新型超高灵敏的光探测器，它的阳极灵敏度比通用的光电倍增管PMT提高一个量级，达到10E7A/W，暗电流降低两个数量级，噪声电平长时间极端稳定。极低的暗电流导致比传统PMT更高的动态范围，而且扩展了探测应用范围，能够替代传统的光电倍增管（PMT）以及雪崩管（APD），用于需要高性能的场合。CPM能应用在模拟-直流模式，单光子计数模式，和核谱学（当连接到发光材料，象BGO、LSO、Nal等）。PerkinElmer提供窗口材料和光电阴极的选择，响应光谱覆盖115nm(UV范围)－900nm(NIR范围)。这种新的探测器具备的超高的增益和超高的动态范围，极低的暗电流，快速的响应以及紧凑的结构设计的优势特点，扩展了分析仪器的应用范围，例如辐射光谱学、荧光探测、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]、生物发光以及化学发光研究。同时CPM也为生命科学、工业和医疗仪器、高能物理，提供重要的研究手段。　　CPM工作原理：类似于传统的光电倍增管（PMT），通过安装在端窗式光窗口内表面的一个半透明的光电阴极，接收非常微弱的入射光，把低电平的光转换成光电子。然后光电子从阴极到阳极,穿过一个窄的半导体通道，光电子每次撞击弯曲通道的内表面时，产生类似于光电倍增管的雪崩效应，发射出倍增的二次电子。这个效应沿着整个倍增通道，发生许多次，导致雪崩效应，增益达到10E8。弯曲的玻璃管形状加强了倍增效应。[/size][/color][/b]

鲁滨逊背散射探测器是什么原理？和传统的半导体固体探测器有什么不同？和闪烁体材质的环形背散射探测器有什么不同？

近日，合肥工业大学微电子学院先进半导体器件与光电集成实验室的王莉副教授和罗林保教授，成功研发出一种基于单p-型硅肖特基结的超灵敏近红外窄带光电探测器。相关成果以“Ultra-Sensitive Narrow-Band P-Si Schottky Photodetector with Good Wavelength Selectivity and Low Driving Voltage”为题于2023年12月31日作为封面文章在线发表在半导体器件领域的著名杂志IEEE Electron Device Letters上。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/cc67e4be-797c-42f2-9634-7a88f1e60e05.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图1. IEEE Electron Device Letters 2024年第一期封面[/color][/align]窄带光电探测器由于仅对目标波长敏感，可以有效抑制背景噪声光的干扰，因此在机器视觉、特定波段成像、光学通信和生物材料识别等领域均具有重要的应用价值。但现有的加装滤波片、电荷收集变窄或热电子效应等窄带探测机制普遍存在着量子效率低的问题。为了提高窄带探测的灵敏度，研究人员通过将电荷陷阱引入有源层进行界面隧穿注入，或者利用场增强激子电离过程来实现器件内的光电倍增效应。但这些机制往往需要几十伏较高的电压才能激发启动，导致窄带探测器的性能易退化和工作能耗高。该研究团队在深入分析了上述问题的基础上，提出并实现了一种可在低驱动电压下工作的高灵敏窄带光电探测器。通过采用双层结构肖特基电极以及增大光生电子和空穴之间的渡越时间差，在保证高波长选择性的前提下实现了器件光电转化效率的大幅提高。该探测器仅在1050nm附近有探测峰，对紫外及可见光几乎无响应。在零偏压下器件的比探测率达～4.14×1012Jones，线性动态范围约为128 dB。当工作偏压由0 V增加到- 3 V时，器件外部量子效率可以从96.2 %显著提升到6939%，同时探测峰半高宽保持在约74 nm不变。这一成果为实现可在低驱动电压下工作的超高灵敏窄带光电探测器提供了新思路，有望在光电子领域得到广泛应用。[align=center][img=,600,467]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/e9fc9b0e-1bba-4b78-a048-f15b14bb3a2a.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图2. （a）器件内光强分布模拟结果，零偏压下（b）器件在不同波长光照下的电流-电压曲线，[/color][/align][align=center][color=#0070c0]（c）线性动态范围，（d）不同偏压下器件的外部量子效率随波长变化曲线。[/color][/align]上述工作得到国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、安徽省自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项等项目的资助。[b]论文链接：[/b][url=https://ieeexplore.ieee.org/document/10312826]https://ieeexplore.ieee.org/[/url][url=https://ieeexplore.ieee.org/document/10312826]d[/url][url=https://ieeexplore.ieee.org/document/10312826]ocument/10312826[/url][来源：合肥工业大学微电子学院 ][align=right][/align]

正比计数器proportional counter　　用气体作为工作物质，输出脉冲幅度与初始电离有正比关系的粒子探测器，可以用来计数单个粒子，并根据输出信号的脉冲高度来确定入射辐射的能量。这种探测器的结构大多采用圆柱形，中心是阳极细丝，圆柱筒外壳是阴极，工作气体一般是隋性气体和少量负电性气体的混合物。入射粒子与筒内气体原子碰撞使原子电离，产生电子和正离子。在电场作用下，电子向中心阳极丝运动，正离子以比电子慢得多的速度向阴极漂移。电子在阳极丝附近受强电场作用加速获得能量可使原子再电离。从阳极丝引出的输出脉冲幅度较大，且与初始电离成正比。正比计数器具有较好的能量分辨率和能量线性响应，探测效率高，寿命长，广泛应用于核物理和粒子物理实验。　　1-50keV的X射线经常用正比计数器进行探测。要求是具有较薄的入射窗口，以获得较低的低能端探测下限，较大的观测面积，以及良好的气密性。常用的是铍窗正比计数器。当代X射线探测器多采用正比计数器阵列和装有多根阳极丝和阴极丝的多丝正比室，以获得更大的有效观测面积。　　近年来制作的气体闪烁正比计数器，能量分辨率比一般气态正比计数器约高一倍。为了观测较弱的X射线源，需要高灵敏度的探测器，为此制作了大面积窗口正比计数器，如小型天文卫星-A携带的窗口面积为840厘米的铍窗正比计数器，采用的是正比计数器组合的方法。此外，确定X射线源的位置需要有高分辨率的探测器；而为了制造这种探测器，就相应地需要制作对测定位置灵敏度高的正比计数器。

探测器分辨率变差，谱峰的宽度比正常时多出差不多1倍。给探测器的供电不足，电路中的静电影响，高压光管的干扰，探测器内部等问题均会造成这样的现象。（Si-pin探测器）希望哪位大虾能从原理和现象原因上指导下[em0808][em0808]

中国心 请教各位大虾们，ＸＲＤ使用的探测器（计数器）一般是什么？工作原理是怎样的？我现在使用的是美国热电的ARL9800XP型荧光衍射仪，它的探测器好象是叫Kr探测器，具体的资料我没有，想多了解点相关内容，希望大家给点建设性的意见和建议，谢谢

中国科技网讯 据物理学家组织网5月16日（北京时间）报道，西班牙塞西斯光学技术研究所用石墨烯结合量子点成功研发出一种混合型光电探测器，灵敏度是其同类探测器的10亿倍。研究人员指出，该研究预示了石墨烯在光学传感器和太阳能电池领域的新应用。相关论文发表在最新一期《自然·纳米技术》上。 石墨烯在光电子学和光电探测应用领域极有潜力，具有光谱带宽广、响应迅速的优点，但缺点是光吸收能力弱，缺乏产生多倍载荷子的增益机制。目前的石墨烯光电探测器响应度（一定波长的光在入射功率作用下的输出电流）在0.01A/W以下。 研究人员解释说，所需要的是一种迫使更多光被吸收的方法，石墨烯吸收光的效率仅为3%。为了提高光吸收率，他们转向了量子点。量子点是一种纳米晶体，能根据自身大小吸收不同波长的光。从本质上讲，光电探测器是一种把少量光转化为微小电流的设备，通过检测电流来确定有多少光进入了设备，或者直接用该电流产生其他反应，比如辅助产生摄影图像。 为了制造光电探测器，研究小组首先用标准的胶带法剥离出一层石墨烯作底片，用纳米印刷术在上面印上微小的黄金电极，然后用喷雾瓶将硫化铅晶体喷在上面。这些胶状晶体包含了各种大小的颗粒，几乎能吸收所有波长的光。他们用不同波长的光来照射探测器，检测其电阻和电量。 在制造量子点时，要保证在量子点和石墨烯之间实现配位体交换最大化，最大困难是找到合适的材料组合。研究人员说，他们经多次试验，终于使内量子效率达到了25%。在探测器中，量子点层中的光强烈而且可调，生成的电荷传导到石墨烯，在此电流多次巡回，响应度达到了107A/W。 研究人员还指出，在这种光电探测器基础上，还能造出更多新设备，如数字摄像机、夜视镜以及其他多种传感器设备。（记者 常丽君） 总编辑圈点 石墨烯极高的导电性着实令科学家着迷，也因此激发了科学家利用石墨烯来设计超高速光电探测器。传统的硅基光电探测器不能折叠，也不便宜，而且不够灵敏。多年来，一种便宜、可折叠的光电探测器一直是科学家们的梦想。单层石墨烯似乎可以胜任。然而单层石墨烯吸收光子的能力比硅还差，仅有3%的光子被吸收。而当量子点附着在其表面时，其吸收光子的能力可神奇地提高到50%。这样一来，可以穿在身上的电子产品或许真的不再是梦了。 《科技日报》（2012-05-17 一版）

[color=#333333]全二维面探测器残余应力仪与传统一维点,线探测器残余应力仪比较区别：[/color][color=#333333]（1）传统一维点，线探测器残余应力仪——sin2Ψ 1）通过测量应力引起的衍射角偏移，从而算出应力大小。测量时需要多次（一般5-7次）变X射线的入射角，并且调整一维探测器的位置找到相应入射角的衍射角 2）施加应力后，通过测角仪得到衍射角发生变化的角度，从而计算得到应力数据（2）圆形全二维面探测器残余应力仪——基于cosα方法 1）单角度一次入射后，利用二维探测器获得完整德拜环。通过比较没有应力时的德拜环和有应力状态下的变形德拜环的差别来计算应力下晶面间距的变化以及对应的应力 2）施加应力后，分析单次入射前后德拜环的变化，即可获得全部残余应力信息 世界首款基于二维探测器和cosα分析方法的新一代X射线残余应力分析仪，将利用X射线研究残余应力的测量速度和精度推到了一个全新的高度，总体说来它比传统方法具有如下优点：1，圆形全二维面探测器残余应力仪优点： 更快： 二维探测器获取完整德拜环，单角度一次入射测量即可完成测量，全过程平均约90秒 更精确：一次测量最多可获得500个数据点，用于拟合计算应力。无应力铁粉残余应力测定的精度为±2MPa（欧美标准无应力铁粉残余应力测定的精度要求为正常±6.9MPa,最大±14MPa.） 更轻松：无需测角仪，单角度一次入射即可，复杂形状和狭窄空间的测量不再困难 更方便：测量精度高， 无需冷却水、野外工作无需外部供电 更强大：有区域应力分布测量成像（Mapping）功能，软件有晶粒大小、材料织构、残余奥氏体信息分析功能2，传统一维点，线探测器残余应力仪： 1，设备笨重，不适合检测比较大的工件或设备 2，需要测角仪，每次摄入，要多点d-sin2Ψ曝光模式，互相关法计算峰位移。增加仪器成本 3，需要水冷系统，冷却液温度过高或其它流动不畅通时机器不能工作，增加仪器使用成本。 4，操作复杂，必须专业长时间培训或有经验的人员才能操作。检测时间长，每次测量必须转角，人工误差大。 5，设备故障率高，不管是，测角仪，冷却系统或测角角度有一处故障，设备就不能正常工作。 6，价格昂贵，测角仪和冷却系统大大增加了设备成本，维修费用及高。[/color]

被动红外探测器：采用被动红外方式，已达到安保报警功能的探测器。被动式红外探测器主要由光学系统、热传感器（或称为红外传感器）及报警控制器等部分组成。探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报。 被动红外探测器越来越多的被应用于安防领域，能够探测到当前区域内有没有移动的人等目标。 与其他红外探测器不同的时，被动红外探测器采取被动的方式，即自身不附加红外辐射光源，本身也不发射任何能量。目标在探测渔区内移动，会引起某一个立体防范空间内的热辐射的变化，而红外热辐射能量的变化能够灵敏的被被动红外探测器感应到，从而发出报警。 被动红外探测器一般由光学系统、红外传感器、报警控制器等构成。被动红外探测器安装好后，某一区域内的热辐射量量对于探测器来说基本上是不变的。尽管背景物体(如墙、家具等)也会散发出红外辐射能量，但由于能量很小不会触发报警。可当有人等移动目标进入该区域后，红外热辐射值会产生显著的变化。红外传感器的探测波长范围是8~14m，包括人体的红外辐射波长。探测器接收到这些信号后，将信号处理并送往报警控制器，最终触发报警，达到安防的目的。

电离室ionization chamber　　由处于不同电位的电极和限定在电极之间的气体组成，通过收集因辐射在气体中产生的电子或离子运动而产生的电讯号来定量测量电离辐射的探测器。　　分为脉冲电离室和电流电离室，前者可记录单个辐射粒子的电离辐射，主要用于重带电粒子的能量和注量或注量率的测量，后者则用来记录大量辐射产生的平均效应，用于测量X射线，γ光子束，β射线和中子束的注量、注量率和剂量。　　是一种核辐射探测元件。一般为圆柱形，电离室中间有一个柱状电极，它与外壳构成一个电容器。在电离室的两极加上电压，可以收集放射性射线作用产生的电离电流。根据电离电流的大小可以确定放射性活度。按照被测射线种类不同，电离室可分为α电离室、β电离室和γ电离室。[1]　　一种最早的测量核辐射的气体电离探测器之一，早在１９１—１９１４年间，就用它成功地发现了宇宙线.最简单的电离室由两块平行板构成，一块接几百至几千伏正高压，一块通过电阻接地.当带电粒子经过时，使两板之间气体电离，正离子飞向阴极，电子飞向阳极.两板上产生感应电荷，在接地的电阻上就形成一脉冲信号.由于电子飞行速度比离子要大三个量级，电子将快速到达阳极，在到达前，由于是正反离子对共同贡献，脉冲上升，随着电子减少和离子被阴极吸收，脉冲慢慢下降，直到正离子被吸收.由此可见，电离室相当于简单的放电线路，不同的电离室就是选择不同的值iPiP设计出来的.如果离子收集时间为＋（约为１０３C秒），电子的]收集时间为－（约为１０６＋C秒），当取时，为离子脉冲H]iP]电离室，它收集了全部电子和离子，可以用它来测量带电粒子的能量.当取－＜＜＋时为电子电离室，它比较快，可]iP]以用来测量带电粒子的强度.但由于它的脉冲辐度与离子对产生地点有关，不能直接用它来测能量.为了把电离室做得又快又能测能量，人们把它改进成屏栅电离室，可以在重离子物理中测量重带电粒子能量并鉴别粒子，也可改进为圆柱形脉冲电离室，既可测能量，又可作记数器.[编辑本段]正文　　一、电离室工作原理　　电离室是一种探测电离辐射的气体探测器。　　气体探测器的原理是，当探测器受到射线照射时，射线与气体中的分子作用，产生由一个电子和一个正离子组成的离子对。这些离子向周围区域自由扩散。扩散过程中，电子和正离子可以复合重新形成中性分子。但是，若在构成气体探测器的收集极和高压极上加直流的极化电压V，形成电场，那么电子和正离子就会分别被拉向正负两极，并被收集。随着极化电压V逐渐增加，气体探测器的工作状态就会从复合区、饱和区、正比区、有限正比区、盖革区(G - M区)一直变化到连续放电区。　　所谓电离室即工作在饱和区的气体探测器，因而饱和区又称电离室区。如图11-1所示，在该区内，如果选择了适当的极化电压，复合效应便可忽略，也没有碰撞放大产生，此时可认为射线产生的初始离子对N0恰好全部被收集，形成电离电流。该电离电流正比于N0，因而正比于射线强度。加速器的监测探测器一般均采用电离室。标准剂量计也用电离室作为测量元件。电离室的电流可以用一台灵敏度很高的静电计测量。　　不难看出，电离室主要由收集极和高压极组成，收集极和高压极之间是气体。与其他气体探测器不同的是，电离室一般以一个大气压左右的空气为灵敏体积，该部分可以与外界完全连通，也可以处于封闭状态。其周围是由导电的空气等效材料或组织等效材料构成的电极，中心是收集电极，二极间加一定的极化电压形成电场。为了使收集到的电离离子全部形成电离电流，减少漏电损失，在收集极和高压极之间需要增加保护极。　　当X射线、γ射线照射电离室，光子与电离室材料发生相互作用，主要在电离室室壁产生次级电子。次级电子使电离室内的空气电离，电离离子在电场的作用下向收集极运动，到达收集极的离子被收集，形成电离电流信号输出给测量单元。　　二、电离室的主要性能　　(一) 电离室的灵敏度　　一般说来，电离室的灵敏度取决于电离室内的空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量。由于电离室内的气压近似为一个大气压，那么，也可以说其灵敏度正比于空气体积，因而这个体积又称“灵敏体积”，对于测量照射量(空气比释动能)的电离室，其电流服从下式的规律　　或者写为：　　式中　　SC — 电离室的灵敏度(灵敏因子)　　[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]IC[/color][/url] — 电离室的电离电流A　　— 照射量率Ckg s(Akg)　　V — 电离室的灵敏体积　　a — 常数，与电离室的材料和空气密度有关，对于空气等效电离室α≈1.2×10 　　因此随着电离室体积增大，灵敏度增高。　　(二) 电离室的能量响应　　如上所述，电离室的响应(灵敏度)正比于空气比释动能率(照射量率)，而不受其他影响，例如不应随能量的变化而变化，不应随温度的变化而变化等。但是由于电离室本身不能完全由空气制作，不能完全等同于空气，当辐射的能量改变后，电离室的响应(灵敏度)也随之改变，这种特性称之为能量响应。　　对于剂量测量的电离室，能量响应是极为重要的性能参数：而对于剂量监测的电离室虽然也关心能量响应，但不是非常重要。　　(三) 电子平衡　　在加速器辐射和空气的相互作用中，加速器的光子不能直接引起电离，而是通过光电吸收、康普顿散射和电子对生成作用损失能量，产生次级电子。加速器的初级电子虽然引起电离，但是引起空气电离的主要还是次级电子。加速器光子或初级电子在与物质的作用中首先产生次级电子，而作为电离室，进入电离室空气空腔的次级电子主要在电离室的壁中产生的。由于壁的材料的密度比空气大得多，产生的电子也多，因此随着壁厚的增加，进入电离室空气灵敏体积的次级电子增加，当电离室壁厚增加到一定程度，电离室壁对次级电子的阻挡作用开始明显，并最终使得进入灵敏体积的次级电子和逃出灵敏体积的次级电子相等，我们便称这种状态为“电子平衡”，或称“电子建成”。广义的说，所谓电子平衡，是指进入测量体积元的次级电子能量等于离开该体积元的次级电子能量。当射线的能量高时，次级电子的能量也高，穿透的材料厚度增大，达到电子平衡的厚度也增大。　　一般来说，只要包围收集体积空气的材料的厚度大于次级电子最大射程，电子平衡条件就可基本满足。我们稍微详细点分析。

请问大家一个问题，PbS探测器和InGaAs探测器有什么区别？在相同的条件下他们所测量的光谱有什么不同吗？http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/emyc1004.gif

X射线荧光探测器与质谱探测器有什么异同？

弱弱的问下：一般二次电子探测器加载电压250 V，根据相关原理，请问：能否通过改变二次电子探测器电压采集背散射电子像？

最近因为实验室要买XRF做调研，顺便就了解了一下关键器件的一些知识，发现一个问题向大家请教一下。就是关于探测器和X射线管的Be窗的问题。探测器和射线管的Be有什么不一样吗？为什么探测器的那么薄？（很多厂家上面说的甚至有几个微米） 而射线管我看到最低的就是75微米。如果这些数据都是真实的话，那为什么不用做探测器的Be窗来做X射线管呢？是个新手，什么都不大懂，希望有大虾帮我解释一下。

高速响应的中波红外探测器在自由空间光通信和频率梳光谱学等新兴领域的需求逐渐增加。中长波XB?n势垒型红外光探测器对暗电流等散粒噪声具有抑制作用。近期，由中国科学院半导体研究所、昆明物理研究所、中国科学院大学和陆装驻重庆军代局驻昆明地区第一军代室组成的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“非制冷势垒型InAsSb基高速中波红外探测器”为主题的文章。该文章第一作者为贾春阳，通讯作者为赵俊总工程师和张逸韵研究员。本工作制备了不同直径的nBn和pBn结构的中波InAsSb/AlAsSb红外接地-信号-接地（GSG）探测器。对制备的探测器进行了变温暗电流特性，结电容特性和室温射频响应特性的表征。[align=center][size=18px][back=#ffff00][b]材料生长、器件制备和测试[/b][/back][/size][/align]通过固态源分子束外延装置在2英寸的n型Te-GaSb衬底上外延生长nBn和pBn器件。势垒型器件的生长过程如下所示：先在衬底上生长GaSb缓冲层来平整表面以及减少应力和位错，接着生长重掺杂（101? cm?3）n型InAsSb接触层，然后生长2.5 μm厚的非故意掺杂（101? cm?3）InAsSb体材料吸收层。之后生长了150 nm厚的AlAsSb/AlSb数字合金电子势垒层，通过插入超薄的AlSb层实现了吸收区和势垒层的价带偏移的显著减少，有助于空穴向接触电极的传输，同时有效阻止电子以减小暗电流。最后分别生长300 nm厚的重掺杂（101? cm?3）n型InAsSb和p型GaSb接触层用于形成nBn和pBn器件结构。其中，Si和Be分别被用作n型和p型掺杂源。生长后，通过原子力显微镜（D3100，Veeco，USA）和高分辨X射线衍射仪（Bede D1，United Kingdom）对晶片进行表征以确保获得高质量的材料质量。通过激光划片将2英寸的外延片划裂为1×1 cm2的样片。样片经过标准工艺处理，包括台面定义、钝化和金属蒸镀工艺，制成直径从10 μm到100 μm的圆形台面单管探测器。台面定义工艺包括通过电感耦合等离子体（ICP）和柠檬酸基混合溶液进行的干法刻蚀和湿法腐蚀工艺，以去除器件侧壁上的离子诱导损伤和表面态。器件的金属电极需要与射频探针进行耦合来测试器件的射频响应特性，因此包括三个电极分别为Ground（接地）、Signal（信号）和Ground，其中两个Ground电极相连，与下接触层形成欧姆接触，Signal电极与上接触层形成欧姆接触，如图1（c）和（f）所示。通过低温探针台和半导体参数分析仪（Keithley 4200，America）测试器件77 K-300 K范围的电学特性。器件的光学响应特性在之前的工作中介绍过，在300 K下光电探测器截止波长约为4.8 μm，与InAsSb吸收层的带隙一致。在300 K和反向偏置为450 mV时，饱和量子效率在55%-60%。通过探针台和频率响应范围10 MHz-67 GHz的矢量网络分析仪（Keysight PNA-XN5247B，America）对器件进行射频响应特性测试。[align=center][size=18px][back=#ffff00][b]结果与讨论[/b][/back][/size][/align][b]材料质量表征[/b]图1（a）和（d）的X射线衍射谱结果显示，从左到右的谱线峰分别对应于InAsSb吸收层和GaSb缓冲层/衬底。其中，nBn和pBn外延片的InAsSb吸收区的峰值分别出现在60.69度和60.67度，GaSb衬底的峰值则出现在60.72度。因此，InAsSb吸收层与GaSb 衬底的晶格失配分别为-108 acsec和-180 acsec，符合预期，表明nBn和pBn器件的InAsSb吸收区和GaSb衬底几乎是晶格匹配的生长条件。因此，nBn和pBn外延片都具有良好的材料质量。原子力显微镜扫描的结果在图1的（b）和（e）中，显示出生长后的nBn和pBn外延片具有良好的表面形貌。在一个5×5 μm2的区域内，nBn和pBn外延片的均方根粗糙度分别为1.7 ?和2.1 ?。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/92230b98-4dac-4ee0-aeaa-282dcd342995.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图1 （a）和（a）分别为nBn和pBn外延片的X射线衍射谱；（b）和（e）分别为nBn和pBn外延片的原子力显微扫描图；（c）和（f）分别为制备的圆形GSG探测器的光学照片和扫描电子照片[/color][/align][b]器件的变温暗电流特性[/b]图2（a）显示了器件直径90 μm的nBn和pBn探测器单管芯片的温度依赖暗电流密度-电压曲线，通过在连接到Keithley 4200半导体参数分析仪的低温探针台上进行测量。图2（b）显示了件直径90 μm的nBn和pBn探测器在77 K-300 K下的微分电阻和器件面积的乘积R?A随反向偏压的变化曲线，温度下降的梯度（STEP）为25 K。图2（c）显示了在400 mV反向偏压下，nBn和pBn探测器表现出的从77 K到300 K的R?A与温度倒数（1000/T）之间的关系，温度变化的梯度（STEP）为25 K。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/a8f8001f-cd03-42f4-a32f-8b1acc94131d.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图2 从77K到300K温度下直径90 μm的nBn和pBn探测器单管芯片（a）暗电流密度-电压曲线；（b）微分电阻和器件面积的乘积R?A随反向偏压的变化曲线；（c）R?A随温度倒数变化曲线[/color][/align][b]器件暗电流的尺寸效应[/b]由于势垒型红外探测器对于体内暗电流可以起到较好的抑制作用，因此研究人员关注与台面周长和面积有关的表面泄露暗电流，进一步抑制表面漏电流可以进一步提高探测器的工作性能。图3（a）显示了从20 μm到100 μm直径的nBn和pBn器件于室温工作的暗电流密度和电压关系，尺寸变化的梯度（STEP）为10 μm。图3（b）显示从20 μm-100 μm的nBn和pBn探测器的微分电阻和台面面积的乘积R?A随反向偏压的变化曲线。图3（d）中pBn器件的相对平缓的拟合曲线说明了具有较高的侧壁电阻率，根据斜率的倒数计算出约为1.7×10? Ωcm。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/e7fba8aa-eabe-40a4-a863-6ebcdd264744.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图3 从20 μm到100 μm直径的nBn和pBn器件于室温下的（a）暗电流密度和电压变化曲线和（b）R?A随反向偏压的变化曲线；（c）在400 mV反偏时，pBn和nBn器件R?A随台面直径的变化；（d）（R?A）?1与周长对面积（P/A）变化曲线[/color][/align][b]器件的结电容[/b]图4（a）显示了使用Keithley 4200 CV模块在室温下不同直径的nBn和pBn探测器的结电容随反向偏压的变化曲线，器件直径从20 μm到100 μm按照10 μm梯度（STEP）变化。对于势垒层完全耗尽的pBn探测器，预期器件电容将由AlAsSb/AlSb势垒层电容和InAsSb吸收区耗尽层电容的串联组合给出，其中包括势垒层和上接触层侧的InAsSb耗尽区。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/c09b63df-6442-42f2-b548-df4f539db6eb.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图4 （a）在室温下不同直径的nBn和pBn探测器的结电容随反向偏压的变化曲线；（b）反偏400 mV下结电容与台面直径的变化曲线。[/color][/align][b]器件的射频响应特性[/b]通过Keysight PNA-X N5247B矢量网络分析仪、探针台和飞秒激光光源，在室温和0-3 V反向偏压下，对不同尺寸的nBn和pBn探测器在10 MHz至67 GHz之间进行了射频响应特性测试。根据图5推算出在3V反向偏压下的40 μm、50 μm、70 μm、80 μm、90 μm、100 μm直径的圆形nBn和pBn红外探测器的3 dB截止频率（f3dB）。势垒型探测器内部载流子输运过程类似光电导探测器，表面载流子寿命对响应速度会产生影响。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/95acbbf7-8557-4619-b4cd-5829d636aced.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图5 在300 K下施加-3V偏压的40 μm、50 μm、70 μm、80 μm、90 μm、100 μm直径的nBn和pBn探测器的归一化频率响应图[/color][/align][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/541829b0-a336-4b7e-a75b-0a15f8dfd06a.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图6 不同尺寸的nBn和pBn探测器（a）3 dB截止频率随反向偏压变化曲线；（b）在3 V反向偏压下的3 dB截止频率随台面直径变化曲线[/color][/align]图6（a）展示了对不同尺寸的nBn和pBn探测器，在0-3 V反向偏压范围内的3 dB截止频率的结果。随着反向偏压的增大，不同尺寸的器件的3 dB带宽也随之增大。因此，在图6（a）中观察到在低反向偏压下nBn和pBn器件的响应较慢，nBn探测器的截止频率落在60 MHz-320 MHz之间而pBn探测器的截止频率落在70 MHz-750 MHz之间；随着施加偏压的增加，截止频率增加，nBn和pBn器件最高可以达到反向偏压3V下的2.02 GHz和2.62 GHz。pBn器件的响应速度相较于nBn器件提升了约29.7%。[align=center][size=18px][back=#ffff00][b]结论[/b][/back][/size][/align]通过分子束外延法在锑化镓衬底上生长了两种势垒型结构nBn和pBn的InAsSb/AlAsSb/AlSb基中波红外光探测器，经过台面定义、工艺钝化工艺和金属蒸镀工艺制备了可用于射频响应特性测试的GSG探测器。XRD和AFM的结果表示两种结构的外延片都具有较好的晶体质量。探测器的暗电流测试结果表明，在室温和反向偏压400 mV工作时，直径90 μm的pBn器件相较于nBn器件表现出更低的暗电流密度0.145 A/cm2，说明了该器件在室温非制冷环境下表现出低噪声。不同台面直径的探测器的暗电流测试表明，pBn器件的表面电阻率约为1.7×10? Ωcm，对照的nBn器件的表面电阻率为3.1×103 Ωcm，而pBn和nBn的R?A体积项的贡献分别为16.60 Ωcm2和5.27 Ωcm2。探测器的电容测试结果表明，可零偏压工作的pBn探测器具有完全耗尽的势垒层和部分耗尽的吸收区，nBn的吸收区也存在部分耗尽。探测器的射频响应特性表明，直径90 μm的pBn器件的响应速度在室温和3 V反向偏压下可达2.62 GHz，对照的nBn器件的响应速度仅为2.02 GHz，相比提升了约29.7%。初步实现了在中红外波段下可快速探测的室温非制冷势垒型光探测器，对室温中波高速红外探测器及光通讯模块提供技术路线参考。[b]论文链接：[/b][url]http://journal.sitp.ac.cn/hwyhmb/hwyhmbcn/article/abstract/2023157[/url][来源：MEMS][align=right][/align]

小弟想要一个能检测波长为3.3um的热释电红外探测器，但在网上查了很久，发现都是些检测波长在5-14um的探测器。哪位大侠知道哪种型号的探测器能满足我的需求啊？劳烦告诉我型号啊，感激不尽哦！