Detectoare HgMnTe

Introducere

Istoric

Inca din 1960 aliajul Hg1-xMnxTe a fost cunoscut ca un semiconductor semimagnetic interesant HgMnTe este al doilea din aliajele ternare ale familiei compusul II-VI,care ar putea fi un potential concurent pentru HgCdTe. Interactiunea de schimb intre electronii bandei de conductie si electronii- Mn2+ d fac, ca banda structurii sa depinda foarte mult de compozitie, temperatura si de campul magnetic.

Acest lucru permite de exemplu reglajul fin al spatiului din banda cu ajutorul- unui camp magnetic exterior. Proprietatile semiconductoare ale MgMnTe se asteapta sa fie asemenatoare cu cele ale HgCdTe.

O puternica observatie electroluminescenta de la HgMnTe al jonctiunii p-n sugereaza ca acest material ar putea fi mai bun pentru anumite aplicatii de tip infrarosu, de exemplu Led-urile sau laserele. Problema imbunatatirii structurale si mecanice a proprietatilor ale aliajului HgMnTe din cauza degradarii materialului de catre Mn-ul adaugat HgTe-ului nu este clara momentan.

Observatii generale

Senzorii folositi pentru detectarea radiatiilor optice sunt de obicei limitati la folosirea a doar 2 tipuri de detectori: detectoare termice si detectoare de fotoni

Detectoarele termice detecteaza caldura generata de absorbtia radiatiei, astfel ca procesul lor de operare este format din 2 pasi: conversia energiei din radiatie, urmata de conversia caldurii energiei in energia unui semnal electric

Radiatia incidenta este absorbita pentru a schimba temperatura materialului, si schimbarea rezultata in niste proprietati fizice este folosita pentru a genera un semnal electrica la iesire In ciuda acestui proces in doi pasi, detectoarele termice sunt dispozitive relativ simple dupa cum putem observa in urmatoarea imagine :

Aceasta este cea mai simpla reprezentare a unui detector termic. Detectorul este reprezentat de catre o capacitate termica- - ( Cth) cuplata prin intermediul unei conductante termice Gth la un radiator, care genereaza o temperatura constanta T.

ΔT reprezinta diferenta de temperatura datorita semnalului optic

In general, un detector termic este suspendat cu ajutorul unor picioruse care sunt conectare la un radiator Semnalul nu este dependent de natura fotonica a radiatiei incidente.

Astfel, efectele termice sunt in general independente de unde; semnalul depinde de puterea produsa de radiatie ( sau rata ei de schimb ), dar nu de continutul ei spectral, considerand ca mecanismul este responsabil pentru absorbtia radiatiei

Raspunsul relativ spectral pentru un detector cu fotoni si un detector termic

Trei incercari au dus la gasirea celor mai bune utilizari a tehnologiei cu infrarosii ( IR), in special bolometre,efectele piroelectrice si efectele termoelectrice

In detectoarele piroelectrice, o schimbare in polarizarea electrica interna este masurata, in schimb in cazul termistoarelor din bolometre,- schimbarea este masurata in rezistenta electrica.

Deoarece ele nu-s selective, detectoarele termice au o gama foarte mare in cazul spectrului electromagnetic, de la raze X, la ultraviolete ( UV ), vizibile,IR si microunde

Acesta este cazul pentru orice tip de radiatie in care energia poate fi usor convertita in caldura.

Ei au gasit o gama variata de aplicatii „low-cost”, care nu necesita performanta superioara si viteza mai mare Operarea lor la temperatura camerei le face usoare, robuste, sigure si eficiente cand vine vorba de utilizare indelungata Totusi, ele sunt caracterizate de o senzitivitate modesta si sufera de un raspuns incetinit ( din cauza ca procesul de incalzire si racire a unui element din detector are loc incet ) .