بررسی اثر به کارگیری sio2/al در بالا بردن حساسیت آشکارسازهای مادون قرمز بر پایه میکروکانتیلیور و مقایسه آن با si3n4/au
چکیده
در این مقاله، آشکارساز مادون قرمز میکروکانتیلیور با حساسیت بالا و بدون نیاز به خنک ساز، طراحی و شبیهسازی شده است. این آشکارساز شامل، ناحیه جاذب، نواحی دو ماده ای و ایزوله و ستونهای نگهدارنده است. ساختار آن معلق و به صورت دو لایهای از جنس دی اکسید سیلیکون (sio2) به ضخامت µm1 و آلومینیوم (al) به ضخامت nm200 است. در این آشکارساز، میزان جذب ir و میزان خمش با طراحی ناحیه جاذب به صورت دو ماده ای افزایش یافته است. میزان جذب ir با آیینه شدن امواج مادون قرمز توسط لایه فلزی افزایش و میزان خمش با امتداد ناحیه دو ماده ای تا انتهای ناحیه جاذب بیشتر شده است. برای شبیهسازی رفتار حرارتی و مکانیکی، از روش آنالیز اجزاء محدود استفاده شده است. اندازه تغییر دما و تغییر جابجایی در نوک آشکارساز (دورترین نقطه نسبت به پایهها) به ترتیب، c°651/3δt= و nm940δz= شده است. نتایج حاصل از شبیهسازی با اعمال شرایط مرزی به ازای شار حرارتی ثابت pw/µm2100 روی ناحیه جاذب میباشند. در این آشکارساز، ضریب انتقال دما، حساسیت ترمومکانیکی، حساسیت توانی، حساسیت دمایی، حساسیت جابجایی و حساسیت به دمای جسم به ترتیب، 3-10×7/9، nm/k284/0، mw-12/667، mk/(pw.µm-2 )8/32، nm/(pw.µm-2)34/9 و nm/k75/2 محاسبه شدند. این پارامترها نسبت به آشکارساز مشابه از جنس si3n4/au به ترتیب، 16، 41، 17، 41، 41 و 38/2 برابر بهبود یافته است.