بررسی اثر به‌کارگیری sio2/al در بالا بردن حساسیت آشکارسازهای مادون‌قرمز بر پایه میکروکانتیلیور و مقایسه آن با si3n4/au

در این مقاله، آشکارساز مادون‌قرمز میکروکانتیلیور با حساسیت بالا و بدون نیاز به خنک ساز، طراحی و شبیه سازی شده است. این آشکارساز شامل، ناحیه جاذب، نواحی دو ماده‌ای و ایزوله و ستون های نگه دارنده است. ساختار آن معلق و به صورت دو لایه ای 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 ماده‌ای افزایش یافته است. میزان جذب ir با آیینه شدن امواج مادون‌قرمز توسط لایه فلزی افزایش و میزان خمش با امتداد ناحیه دو ماده‌ای تا انتهای ناحیه جاذب بیشتر شده است. برای شبیه سازی رفتار حرارتی و مکانیکی، از روش آنالیز اجزا محدود استفاده شده است. اندازه تغییر دما و تغییر جابجایی در نوک آشکارساز (دورترین نقطه نسبت به پایه ها) به ترتیب، c°651/3?t= و nm940?z= شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با اعمال شرایط مرزی به ازای شار حرارتی ثابت pw/µm2100 روی ناحیه جاذب می-باشند. 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.