[实用新型]用于有毒气体监测的超中波红外探测器

说明书

本实用新型公开了用于有毒气体监测的超中波红外探测器，所述探测器的吸收波长为3‑6.5μm。探测器的吸收区由若干层超晶格层依次叠加构成，每层超晶格层从下往上依次包括有InAs层、GaSb层，所述InAs层为11个单原子层厚度，所述GaSb层为11个单原子层厚度。本实用新型的超中波红外探测器的吸收区结构，覆盖的吸收波长达到6.5μm，能够有效、灵敏的检测到二氧化氮等有毒气体，适用于汽车尾气、爆破等气体污染物的监测。

技术领域

本实用新型属于红外探测器技术领域，具体涉及用于有毒气体监测的超中波红外探测器。

背景技术

二氧化氮、二氧化硫等有毒气体常见于汽车尾气、爆破等，有必要对这些有毒气体进行监测。不同物质具有不同的吸收光谱，通过探测器探测物质的吸收峰值，可以判别所探测物的具体种类及含量。现有探测器按吸收波段分为：1-3μm波段、3-5μm波段、7-12μm波段。但是二氧化氮等有毒气体的吸收峰值比较特殊（见图1），其吸收峰为6.14μm和6.25μm，不在目前现有的探测器的收波段中。因此，现有的红外探测器对二氧化氮等有毒气体的探测不灵敏，无法满足对有毒气体的监测需要。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：用于有毒气体监测的超中波红外探测器，所述探测器的吸收波长为3-6.5μm。

所述探测器的吸收区由若干层超晶格层依次叠加构成，每层超晶格层从下往上依次包括有InAs层、GaSb层，所述InAs层为11个单原子层厚度，所述GaSb层为11个单原子层厚度。

吸收区的厚度为2-5μm。

吸收区为n-型，少数载流子为空穴。

吸收区为p-型，少数载流子为电子。

吸收区通过分子束外延技术或者金属有机化学气相外延技术进行生长。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的超中波红外探测器，覆盖的吸收波长达到6.5μm，能够有效、灵敏的检测到二氧化氮等有毒气体，适用于汽车尾气、爆破等气体污染物的监测。

附图说明

图1是二氧化氮的吸收光谱图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是吸收区的电子基带与重空穴基带的波函数图；

图4是吸收区的能带色散谱图；

图5是吸收区为n-型时探测器整体的能带结构示意图；

图6是吸收区为p-型时探测器整体的能带结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图2所示，用于有毒气体监测的超中波红外探测器，所述探测器的吸收波长为3-6.5μm。所述探测器的吸收区由若干层超晶格层依次叠加构成，每层超晶格层从下往上依次包括有InAs层1、GaSb层2，所述InAs层1为11个单原子层厚度，所述GaSb层2为11个单原子层厚度。吸收区的厚度为2-5μm。从图3和图4可以看出，该吸收区的能带间隙到达0.19eV，对应的吸收波长达到了6.5μm，覆盖了二氧化氮的6.14和6.25两个吸收峰值。

吸收区可以制成n-型，此时少数载流子为空穴，此时的能带结构如图5所示。

吸收区也可以制成p-型，此时少数载流子为电子，此时的能带结构如图6所示。

吸收区通过分子束外延技术或者金属有机化学气相外延技术进行生长。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。