بهینه‌سازی آشکارساز فرو‌قرمز HgCdTe در مد فوتورسانایی درناحیة طیفی 2-6 میکرومتر

محمودی, شهلا; اخوندی خضر اباد, محمد صادق; شکری, علی اصغر

doi:10.47176/ijpr.21.2.39191

بهینه‌سازی آشکارساز فرو‌قرمز HgCdTe در مد فوتورسانایی درناحیة طیفی 2-6 میکرومتر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

شهلا محمودی

محمد صادق اخوندی خضر اباد

علی اصغر شکری

گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

https://doi.org/10.47176/ijpr.21.2.39191

چکیده

در این مقاله روشی جدید در طراحی و مدل سازی آشکارساز فرو‌قرمز HgCdTe ارائه شده است. در این روش پس از بررسی دقیق خواص مکانیکی، نوری، الکترونیکی نیمه رسانای HgCdTe وحل معادلات فوتورسانا، برنامة نرم‌افزاری معادلات نوشته می‌شود و پارامترهای کلیدی نظیرطول موج، ضخامت، میزان آلایش، با حدس اولیه، چرخش مقادیر آنها و تکرار چرخش وکارایی آشکارساز بهینه شده است. مدل سازی آشکارساز فوتورسانا در دمای 300K ودر ناحیۀ طیفی6-2 میکرومتر صورت گرفته و بر اساس نتایج به دست آمده بیشینة آشکارسازی ویژة آن 3×10⁹ cmHz^1/2W^-¹در طول موج 77/5 میکرومتر به دست آمده است.

کلیدواژه‌ها

نیمه رسانای باند گپ باریک

HgCdTe

فوتورسانا

آشکارساز فروقرمز

آشکارسازی ویژه

عنوان مقاله English

Optimization of infrared detector HgCdTe in photoconductive‏ ‏in the spectral region 2-6 µm‎ ‎

نویسندگان English

Sh Mahmoody

M Akoundi

A Shokri;

‎‎ ‎ Department of Physics, Payame Noor University of Tehran, Tehran, Iran

چکیده English

In this paper a new method in design and modeling of infrared detector HgCdTe in photoconductive mode ‎is presented. In this method after scrutiny mechanical, optical, electrical properties of semiconductor ‎HgCdTe and solving the photoconductive equations, software of equations is programmed and with initial ‎value and repeat cycle, their changes to key parameters such as thickness, wavelength and amount of ‎impurities are calculated and finally, performance of detector is optimized.‎ Modeling of photoconductive detector has been done in temperature of 300K and 2-6 µm wavelength range‎‎, according to obtained results, optimal specific detectivity is 3×10⁹ cmHz^1/2W^-1‎‏ ‏in 5.77 µm wavelength.‎

کلیدواژه‌ها English

low band gap semiconductor

HgCdTe

photoconductive

infrared detector

M Strojnik, et al., Applied Optics 59, 17 (2020) AIT1.

A Rogalski, et al., Applied Sciences 11, 2 (2021) 501.

A Rogalski, et al., Opto-Electronics Review (2020) 107.

M Masoudi, et al., Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 124 (2020) 114324.

Z Abbasi Azad, et al., Materials Chemistry and Physics 257 (2021) 123483.

Ch Junhao and Sh Arden, " Device Physics of Narrow Gap Semiconductors", Springer Science & Business Media‎ (2009) 341.

H Koser, "Numerical modeling and optimization of modeling of HgCdTe infrared photodetector for thermal imaging".degree of Doctor of Philosophy, Electrical and Electronics Engineering Department, Middle East Technical University (2011).

M Anne Itsuno, ," Bandgap -Engineered HgCdTe Infrared Detector Structures for Reduced Cooling Requirements". degree of Doctor of Philosophy, Electrical Engineering, University of Michigan (2012)