Многоэлементный приемник для субмиллиметрового диапазона с пленочным чувствительным элементом на основе полуметаллов в тепловизорах смотрящего типа
https://doi.org/10.32362/2500-316X-2019-7-4-122-133
Аннотация
Рассмотрены перспективы разработки многоэлементных приемников для субмиллиметрового диапазона (СММ) с пленочным чувствительным элементом на основе полуметаллов в тепловизорах смотрящего типа (TV-CMM). Электромагнитные волны СММ-диапазона обладают высокой проникающей способностью через различные диэлектрические материалы, что дает возможность разработки тепловизора, с помощью которого можно обнаруживать и наблюдать предметы через самые разнообразные преграды: ткани, картон, дерево и т.д. В статье обобщены ранее полученные результаты исследований по разработке приемников излучения. Исходя из проведенных теоретических и экспериментальных исследований, обзора научно-технической и патентной литературы, в данной работе в качестве чувствительного элемента выбран терморезистивный преобразователь на основе монокристальных пленок материалов в переходном состоянии металл–узкозонный полупроводник–диэлектрик. Для определения возможностей использования тонкопленочного Bi и Bi1–xSbx в качестве поглотителя терагерцового излучения, а также полиимидной пленки в качестве увеличивающего поглощение просветляющего покрытия были проведены измерения спектров пропускания и спектров отражения пленок монокристаллического Bi, выращенных на полиимидной подложке толщиной 12 мкм. Измерения были выполнены на установке, использующей селективный прием излучения при циклотронном резонансном поглощении в InSb, которая регистрирует тепловое излучение образцов материалов в диапазоне от 1 до 5 ТГц со спектральным разрешением 0.6 ТГц. Изготовлены макетные образцы приемников и измерены их характеристики, характеристики с помощью сконструированного стенда, в котором использован лазер, генерирующий излучение в СММ-области спектра. Пороговая чувствительность (NEP – noise equivalent power) предложенных приемников составила величину порядка (4÷6) 10-11 Вт/Гц1/2.
Об авторах
М. А. Кик
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (МГУ)
Россия
Россия
Кик Михаил Андреевич, старший научный сотрудник, кафедра квантовой электроники, физический факультет
119991, Россия, Москва, Ленинские горы, МГУ
Г. Д. Богомолов
Институт физических проблем им. П.Л. Капицы РАН (ИФП)
Россия
Россия
Богомолов Генрих Дмитриевич, кандидат физ.-мат. наук, старший научный сотрудник
117334 Россия, Москва, ул. Косыгина, д. 2
А. С. Сигов
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
Сигов Александр Сергеевич, академик РАН, доктор физ.-мат. наук, президент МИРЭА, Scopus Author ID 35557510600, ResearcherID L-4103-2017
119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
А. А. Шиляев
Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН;
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
Шиляев Анатолий Алексеевич, кандидат физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник; старший научный сотрудник
119991, Россия, Москва, ул. Косыгина, д. 4
119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
В. В. Завьялов
Институт физических проблем им. П.Л. Капицы РАН (ИФП);
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Россия
Россия
Завьялов Виталий Вадимович, кандидат физ.-мат. наук, старший научный сотрудник
117334, Россия, Москва, ул. Косыгина, д. 2
101000, Россия, Москва, Мясницкая ул., д. 20
С. С. Вербицкий
Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН
Россия
Россия
Вербицкий Сергей Сергеевич, кандидат физ.-мат. наук, старший научный сотрудник
119991, Россия, Москва, ул. Косыгина, д. 4
А. Н. Целебровский
Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН
Россия
Россия
Целебровский Алексей Николаевич, кандидат физ.-мат. наук, старший научный сотрудник
119991, Россия, Москва, ул. Косыгина, д. 4
Список литературы
1. Субмиллиметровая диэлектрическая спектроскопия твердого тела / отв. ред. Г.В. Козлов. М.: Наука, 1990. 221 с.
2. Luukanen A., Miller A.J., Grossman E.N. Passive hyperspectral terahertz imagery for security screening using a cryogenic microbolometer // Proceedings of the SPIE. 2005. V. 5789. P. 127–134. https://doi.org/10.1117/12.608838
3. Королев Ф.А. Теоретическая оптика. М.: Высшая школа, 1966. 557 c.
4. Baba S., Sugawara H., Kinbara A. Electrical resistivity of thin bismuth films // Thin Solid Films. 1976. V. 31. № 3. P. 329–335. https://doi.org/10.1016/0040-6090(76)90379-5
5. Ando Y. Topological Insulator Materials // J. Phys. Soc. Jap. 2013. V. 82. Iss. 10. P.102001-32. https://doi.org/10.7566/JPSJ.82.102001
6. Chu H.T. Comment on “Semimetal-to-semiconductor transition in bismuth thin films” // Phys. Rev. B. 1995. V. 51. Iss. 8. P. 5532–5534. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.51.5532
7. Богомолов Г.Д., Завьялов В.В., Зотова Е.А., Шампаров Е.Ю. Быстродействующий перестраиваемый детектор излучения субмиллиметрового диапазона на циклотронном резонансе в InSb // Приборы и техника эксперимента. 2002. № 1. C. 87–95.
8. Шиляев А.А., Емохонов В.Н., Сигов А.С., Шиляева А.А., Фомина Л.Ф., Денискин В.В., Иванов А.А., Кик М.А. Наноструктурированный ИК-приемник (болометр) с большой поверхностью поглощения: патент RU 2511275. № 2012129709/28; заявл. 16.07.2012; опубл. 10.04.2014. Бюл. № 10.
9. Завьялов В.В., Богомолов Г.Д. Стабильный газоразрядный лазер на парах воды с генерацией ортогональных поляризаций // Приборы и техника эксперимента. 1982. Т. 25. № 3. С. 174–179.
10. Кик М.А., Шиляев А.А., Сигов А.С., Емохонов В.Н., Завьялов В.В., Шампаров Е.Ю., Денискин В.В. Приемник для измерения мощности электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2015. Т. 15. № 4. С. 164–169.
11. Родэ С.В., Шампаров Е.Ю. Влияние влаги на терагерцовые спектры тканей // Дизайн и технологии. 2011. № 24 (66). С. 70–76.
Дополнительные файлы
|
|
1. Рис. 3. Установка для измерения вольт-амперных характеристик и величины сопротивления образцов в интервале температур 1.4 ÷ 400 K | |
| Тема | ||
| Тип | Исследовательские инструменты | |
Посмотреть
(67KB)
|
Метаданные ▾ | |
Рецензия
Для цитирования:
Кик М.А., Богомолов Г.Д., Сигов А.С., Шиляев А.А., Завьялов В.В., Вербицкий С.С., Целебровский А.Н. Многоэлементный приемник для субмиллиметрового диапазона с пленочным чувствительным элементом на основе полуметаллов в тепловизорах смотрящего типа. Russian Technological Journal. 2019;7(6):122-133. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2019-7-4-122-133
For citation:
Kik M.A., Bogomolov G.D., Sigov A.S., Shilyaev A.A., Zavyalov V.V., Verbitsky S.S., Tselebrovsky A.N. Multi-element receiver with semimetal film sensing element for the submillimeter thermal imagers of viewing type. Russian Technological Journal. 2019;7(6):122-133. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2500-316X-2019-7-4-122-133
Просмотров:
671
Послать статью по эл. почте 