六氮五铌太赫兹阵列探测器论文提纲

太赫兹大规模阵列探测器关键技术研究

摘要：太赫兹成像技术在生物医学、安检成像、射电天文、能源环境、材料化学以及高速通信等领域都有着重要的应用前景。大规模太赫兹阵列探测器是太赫兹快速成像技术的关键,也是目前太赫兹探测研究的一大发展趋势,我们研究的六氮五铌太赫兹阵列探测器具有室温工作、响应率高、制备工艺简单并可大规模制备等优势。针对大规模阵列探测的关键技术,本文主要从阵列探测器的设计与仿真、制备工艺优化、阵列器件性能表征、阵列探测器与读出电路倒桩互连以及应用等方面展开研究。主要研究成果如下:第一,将针对0.65 THz频段的六氮五铌单像元太赫兹探测器,扩展为32×32、64×64阵列规模,通过优化制备工艺,成功制备出性能优异的太赫兹大规模阵列探测器。第二,对制备完成的阵列芯片进行了深入的性能表征,完成阵列器件中单像元器件的直流响应率、射频响应率、噪声电压、NEP、响应时间的表征,还特别针对不同规模的阵列探测器进行了器件电阻分布、最佳直流响应率的分布等成功进行了表征,阵列器件中单元NEP达到了13~30 pw/,均匀性良好。第三,探索了倒桩互连的工艺,采用冷压焊的倒桩方式,在常温下施加压力使太赫兹阵列器芯片与读出电路芯片成功互连,并与其他同学合作,初步实现了探测芯片的成像应用。 

关键词：六氮五铌太赫兹阵列探测器;

文章目录

摘要

abstract

第一章 绪论

    1.1 太赫兹技术研究背景

    1.2 太赫兹技术的应用领域

    1.3 太赫兹阵列探测器国内外研究进展

    1.4 六氮五铌microbolometer探测器工作原理

    1.5 本论文主要研究内容

第二章 太赫兹大规模阵列探测器的设计与制备

    2.1 太赫兹阵列探测器天线的设计与仿真

    2.2 太赫兹阵列探测器版图的设计

    2.3 太赫兹阵列探测器的制备

    2.4 小结

第三章 太赫兹大规模阵列探测器的表征

    3.1 六氮五铌薄膜的表征

        3.1.1 薄膜厚度的表征

        3.1.2 薄膜方阻的表征

        3.1.3 薄膜电阻温度系数的表征

    3.2 太赫兹阵列探测器的表征

        3.2.1 太赫兹阵列探测器的电阻分布统计

        3.2.2 太赫兹阵列探测器常温下直流响应率

        3.2.3 太赫兹阵列探测器最佳直流响应率统计

        3.2.4 阵列探测器像元的射频响应率

        3.2.5 阵列探测器像元的灵敏度

        3.2.6 太赫兹阵列探测器的响应时间

    3.3 微桥尺寸对太赫兹探测器的性能影响

        3.3.1 不同微桥尺寸太赫兹阵列探测器射频响应率

        3.3.2 不同微桥尺寸太赫兹阵列探测器的响应时间

        3.3.3 不同微桥尺寸太赫兹阵列探测器的电阻分布统计

    3.4 小结

第四章 太赫兹大规模阵列探测器与读出电路的互连封装

    4.1 六氮五铌太赫兹探测器与读出电路的倒桩焊工艺

    4.2 互连器件与PCB的引线绑定

    4.3 小结

第五章 大规模太赫兹探测器的探测成像

    5.1 测试电路的说明

    5.2 在0.65 THz频率下的成像显示

    5.3 小结

第六章 总结与展望

    6.1 总结

    6.2 展望

参考文献

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