辐射探测芯片吸收膜理论设计及镍磷黑膜制备

李亚楠; 梁中翥; 梁静秋; 郑娜; 方伟; 王维彪; 禹秉熙

doi:10.7498/aps.59.4530

摘要

对新型条形辐射探测芯片的吸收膜层进行了理论分析,并且在金刚石材质的探测芯片上采用电镀方法制备了镍磷黑吸收膜.辐射探测芯片的膜层吸收分析表明,芯片吸收膜层的吸收率正比于表面粗糙度.通过对辐射吸收膜层设计与制作工艺的研究,制备出一种用于条形辐射探测芯片的镍磷黑吸收膜,通过测量其表面形貌结构,表明该膜层具有50 nm—1.5 μm范围的微结构;红外吸收测试表明其吸收率在1.4—8 μm波段为0.989以上,从而提高了辐射探测芯片的性能.

关键词:

Abstract

The black-nickel film on the flat type radiometer chip was investigated, and a black-nickel film which can be applied in this chip was prepared using electroplating method. The analyses of absorption of radiometer chip indicated that the absorption rate of the chip is proportional to the surface roughness. The black-nickel film was prepared and tested, and surface morphology testing showed that this film has microstructures of the scale 50 nm—1.5 μm. Infrared absorption measurement indicated that the absorptivity of the film in the 1.4—8 μm range is higher than 0.989. This high absorptivity black-nickel film improves the performance of the chip.

Keywords:

作者及机构信息

(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,长春 130033; 中国科学院研究生院,北京 100049; (3)中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春 130012

基金项目: 吉林省科技发展计划(批准号:20080122,20090351)和国家自然科学基金(批准号:40803021)资助的课题.

Authors and contacts

(1)Northeast Institute of Geography and Agricultural Ecology, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130012, China; (2)State Key Laboratory of Applied Optics,Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China; (3)State Key Laboratory of Applied Optics,Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China; Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

参考文献

[1]	Claus F, Dominique A C, Christoph W, Martin A, Steven D, Alain F, Wolfgang F, Antonio J, André C, Hansjrg R 1997 Sol. Phys. 175 267
[2]	Willson R C 1980 Appl. Opt. 19 3256
[3]	Yu B X, Yao H S, Fang W 2005 Acta Opt. Sin. 25 786(in Chinese)[禹秉熙、姚海顺、方伟2005光学学报25 786]
[4]	Wang Y P, Fang W, Yu B X 2008 Opt. Precision Eng. 16 433 (in Chinese) [王玉鹏、方伟、禹秉熙 2008 光学精密工程 16 433]
[5]	Wang B Z 1999 Acta Energiae Sol. Sin. (Special Issue) 20 63(in Chinese)[王炳忠 1999 太阳能学报(特刊) 20 63]
[6]	Wang B Z 2008 Modern Meteorological Radiation Measurement Technology (Beijing:China Meteorological Press) p48(in Chinese)[王炳忠 2008 现代气象辐射测量技术(北京:气象出版社)第48页]
[7]	Walker P L, Thrower P A 1977 Chemistry and Physics of Carbon (New York: Marcel Dekker) p1
[8]	Roos A, Georgson M 1991 Sol. Energy Mater. 22 15
[9]	Roos A, Georgson M 1991 Sol. Energy Mater. 22 29
[10]	Zhang Q C 2006 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 62 63
[11]	Yan C C, Xue G G, Liu C, Gao S M 2005 Acta Phys. Sin. 54 3058(in Chinese) [闫长春、薛国刚、刘诚、高淑梅2005 54 3058]
[12]	Zhou B Q, Liu F Z, Zhu M F, Zhou Y Q, Wu Z H, Chen X 2007 Acta Phys. Sin. 56 2422 (in Chinese)[周炳卿、刘丰珍、朱美芳、周玉琴、吴忠华、陈兴 2007 56 2422]
[13]	Ren X C, Guo L X 2009 Acta Phys. Sin. 58 1627 (in Chinese)[任新成、郭立新 2009 58 1627]
[14]	Zhang D M, Li L, Li Z H, Guan L, Hou S P, Tan X Y 2005 Acta Phys. Sin. 54 1283 [张端明、李莉、李智华、关丽、侯思普、谭新玉 2005 54 1283]
[15]	Zhang J Y, Yang J M, Xu Y, Yang G H, Yan J, Meng G W, Ding Y N, Wang Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 985(in Chinese)[张继彦、杨家敏、许琰、杨国洪、颜君、孟广为、丁耀南、汪艳 2008 57 985]
[16]	Kakuen T, Richard O B 2001 Heat Mass Trans. 44 4059
[17]	Chen J 2008 (MS Thesis) (Hangzhou:Zhejiang University of Technology) (in Chinese) [陈君 2008 (硕士学位论文) (杭州:浙江工业大学)]
[18]	Hu W X 2001 Acta Energiae Sol. Sin. 22 443(in Chinese)[胡文旭 2001 太阳能学报 22 443]
[19]	Sawomir K 2008 Thin Solid Films 516 4915
[20]	Nobuteru T, Masahiko O, Akiyoshi C, Hideyo O 2008 Diamond Relat. Mater. 17 498
[21]	Xiao B, Feng J, Chen J C, Yan J K, Gan G Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 3769 [肖冰、冯晶、陈敬超、严继康、甘国友 2008 57 3769]

施引文献

[1]	Claus F, Dominique A C, Christoph W, Martin A, Steven D, Alain F, Wolfgang F, Antonio J, André C, Hansjrg R 1997 Sol. Phys. 175 267
[2]	Willson R C 1980 Appl. Opt. 19 3256
[3]	Yu B X, Yao H S, Fang W 2005 Acta Opt. Sin. 25 786(in Chinese)[禹秉熙、姚海顺、方伟2005光学学报25 786]
[4]	Wang Y P, Fang W, Yu B X 2008 Opt. Precision Eng. 16 433 (in Chinese) [王玉鹏、方伟、禹秉熙 2008 光学精密工程 16 433]
[5]	Wang B Z 1999 Acta Energiae Sol. Sin. (Special Issue) 20 63(in Chinese)[王炳忠 1999 太阳能学报(特刊) 20 63]
[6]	Wang B Z 2008 Modern Meteorological Radiation Measurement Technology (Beijing:China Meteorological Press) p48(in Chinese)[王炳忠 2008 现代气象辐射测量技术(北京:气象出版社)第48页]
[7]	Walker P L, Thrower P A 1977 Chemistry and Physics of Carbon (New York: Marcel Dekker) p1
[8]	Roos A, Georgson M 1991 Sol. Energy Mater. 22 15
[9]	Roos A, Georgson M 1991 Sol. Energy Mater. 22 29
[10]	Zhang Q C 2006 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 62 63
[11]	Yan C C, Xue G G, Liu C, Gao S M 2005 Acta Phys. Sin. 54 3058(in Chinese) [闫长春、薛国刚、刘诚、高淑梅2005 54 3058]
[12]	Zhou B Q, Liu F Z, Zhu M F, Zhou Y Q, Wu Z H, Chen X 2007 Acta Phys. Sin. 56 2422 (in Chinese)[周炳卿、刘丰珍、朱美芳、周玉琴、吴忠华、陈兴 2007 56 2422]
[13]	Ren X C, Guo L X 2009 Acta Phys. Sin. 58 1627 (in Chinese)[任新成、郭立新 2009 58 1627]
[14]	Zhang D M, Li L, Li Z H, Guan L, Hou S P, Tan X Y 2005 Acta Phys. Sin. 54 1283 [张端明、李莉、李智华、关丽、侯思普、谭新玉 2005 54 1283]
[15]	Zhang J Y, Yang J M, Xu Y, Yang G H, Yan J, Meng G W, Ding Y N, Wang Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 985(in Chinese)[张继彦、杨家敏、许琰、杨国洪、颜君、孟广为、丁耀南、汪艳 2008 57 985]
[16]	Kakuen T, Richard O B 2001 Heat Mass Trans. 44 4059
[17]	Chen J 2008 (MS Thesis) (Hangzhou:Zhejiang University of Technology) (in Chinese) [陈君 2008 (硕士学位论文) (杭州:浙江工业大学)]
[18]	Hu W X 2001 Acta Energiae Sol. Sin. 22 443(in Chinese)[胡文旭 2001 太阳能学报 22 443]
[19]	Sawomir K 2008 Thin Solid Films 516 4915
[20]	Nobuteru T, Masahiko O, Akiyoshi C, Hideyo O 2008 Diamond Relat. Mater. 17 498
[21]	Xiao B, Feng J, Chen J C, Yan J K, Gan G Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 3769 [肖冰、冯晶、陈敬超、严继康、甘国友 2008 57 3769]

[1]	刘秀成, 杨智, 郭浩, 陈颖, 罗向龙, 陈健勇. 金刚石/环氧树脂复合物热导率的分子动力学模拟. , 2023, 72(16): 168102. doi: 10.7498/aps.72.20222270
[2]	吴建冬, 程智, 叶翔宇, 李兆凯, 王鹏飞, 田长麟, 陈宏伟. 金刚石氮-空位色心单电子自旋的电场驱动相干控制研究. , 2022, 0(0): . doi: 10.7498/aps.71.20220410
[3]	吴建冬, 程智, 叶翔宇, 李兆凯, 王鹏飞, 田长麟, 陈宏伟. 金刚石氮-空位色心单电子自旋的电场驱动相干控制. , 2022, 71(11): 117601. doi: 10.7498/aps.70.20220410
[4]	肖宏宇, 刘利娜, 秦玉琨, 张东梅, 张永胜, 隋永明, 梁中翥. B2O3添加宝石级金刚石单晶的生长特性. , 2016, 65(5): 050701. doi: 10.7498/aps.65.050701
[5]	宋青, 权伟龙, 冯田均, 俄燕. CH基团与金刚石(111)面的碰撞反应及其对碳膜生长的影响. , 2016, 65(3): 030701. doi: 10.7498/aps.65.030701
[6]	张秀芝, 王凯悦, 李志宏, 朱玉梅, 田玉明, 柴跃生. 氮对金刚石缺陷发光的影响. , 2015, 64(24): 247802. doi: 10.7498/aps.64.247802
[7]	周振翔, 贾晓鹏, 李勇, 颜丙敏, 王方标, 房超, 陈宁, 李亚东, 马红安. 锌添加对大尺寸金刚石生长的影响. , 2014, 63(24): 248104. doi: 10.7498/aps.63.248104
[8]	肖宏宇, 李尚升, 秦玉琨, 梁中翥, 张永胜, 张东梅, 张义顺. 高温高压下掺硼宝石级金刚石单晶生长特性的研究. , 2014, 63(19): 198101. doi: 10.7498/aps.63.198101
[9]	刘燕文, 王小霞, 朱虹, 韩勇, 谷兵, 陆玉新, 方荣. 金刚石材料对螺旋线慢波组件散热性能的影响. , 2013, 62(23): 234402. doi: 10.7498/aps.62.234402
[10]	胡美华, 毕宁, 李尚升, 宿太超, 李小雷, 胡强, 贾晓鹏, 马红安. 国产六面顶压机多晶种法合成宝石级金刚石单晶. , 2013, 62(18): 188103. doi: 10.7498/aps.62.188103
[11]	林雪玲, 潘凤春. 氮掺杂的金刚石磁性研究. , 2013, 62(16): 166102. doi: 10.7498/aps.62.166102
[12]	肖宏宇, 苏剑峰, 张永胜, 鲍志刚. 温度梯度法宝石级金刚石的合成及表征. , 2012, 61(24): 248101. doi: 10.7498/aps.61.248101
[13]	秦杰明, 张莹, 曹建明, 田立飞. 纯铁触媒合成磨料级金刚石及表征. , 2011, 60(5): 058102. doi: 10.7498/aps.60.058102
[14]	刘峰斌, 汪家道, 陈大融, 赵明, 何广平. 不同密度氢吸附金刚石(100)表面的微观结构. , 2010, 59(9): 6556-6562. doi: 10.7498/aps.59.6556
[15]	梁中翥, 梁静秋, 郑娜, 贾晓鹏, 李桂菊. 掺氮金刚石的光学吸收与氮杂质含量的分析研究. , 2009, 58(11): 8039-8043. doi: 10.7498/aps.58.8039
[16]	梁中翥, 梁静秋, 郑娜, 姜志刚, 王维彪, 方伟. 吸收辐射复合金刚石膜的制备及光学研究. , 2009, 58(11): 8033-8038. doi: 10.7498/aps.58.8033
[17]	胡晓君, 李荣斌, 沈荷生, 何贤昶, 邓文, 罗里熊. 掺杂金刚石薄膜的缺陷研究. , 2004, 53(6): 2014-2018. doi: 10.7498/aps.53.2014
[18]	李荣斌, 戴永兵, 胡晓君, 沈荷生, 何贤昶. 能量粒子轰击金刚石的计算机模拟. , 2003, 52(12): 3135-3141. doi: 10.7498/aps.52.3135
[19]	胡晓君, 戴永兵, 何贤昶, 沈荷生, 李荣斌. 空位在金刚石近(001)表面扩散的分子动力学模拟. , 2002, 51(6): 1388-1392. doi: 10.7498/aps.51.1388
[20]	戴永兵, 沈荷生, 张志明, 何贤昶, 胡晓君, 孙方宏, 莘海维. 金刚石/硅(001)异质界面的分子动力学模拟研究. , 2001, 50(2): 244-250. doi: 10.7498/aps.50.244

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