金刚石紫外光探测器研究(2)
1．2 紫外探测器的应用
光电技术的飞速发展，不仅给人们的日常生活和工作带来了巨大的变化，在军事领域的应用也越来越广泛。目前，紫外探测技术已经广泛应用于紫外线激光控制器、火焰监测、分光镜、太阳辐射测量、水处理以及电弧探测等方面。下面做简要介绍：
（1）医学及生物学应用：紫外光可对染色后的蛋白分子或细胞进行跟踪，利用这种技术可以在诊断疾病时直接看到病变的细节，特别是在皮肤病诊断方面，有着独特的应用效果。这种探测技术也可用来检测病变的癌细胞以及生物分子的反应过程等，具有精确度高、可视化效果好的特点。
（2）军用紫外制导：近年来，制导技术正在向双色制导方面发展，其中就包括红外-紫外双色制导方式[3]。这种制导方式利用紫外光探测器确定目标位置，并制定攻击武器的运行路线，实现精确制导。紫外制导系统的精确度高，抗干扰性强。
（3）军用紫外干扰：这种干扰方式正是为了对抗上文所述的红外-紫外双色制导技术[4]，它利用干扰设备对敌方的紫外制导系统发射强紫外干扰，以影响系统的正常运行。
（4）紫外通讯：这是一种利用紫外辐射进行信息传输的通讯方式，与现有的无线通讯相比，这种通讯方式具有保真度高的特点，能有效防止窃听，在军事应用上前景广泛。另外，紫外通讯还可以实现定向通讯以及全方位多路通讯等新型通讯方式。
1．3 紫外探测器的分类
紫外探测器可分为热辐射探测器和光子探测器两大类，热探测器的种类包括利用辐射温差进行探测的热电偶、利用金属半导体的电阻随温度不同变化进行探测的热敏电阻测辐射热计和热释电探测器。而我们重点关注的光子探测器则有光伏（PV）探测器，光电导（PC）探测器和光电子发射（PE）探测器：
（1）光伏（PV）探测器：当p-n结同时受到外界电场施加的反向偏压和能量足够大的光子的辐射时，p-n结的反向电流会迅速增加，与上文所述光电导效应相似，p-n结也会产生载流子，电导率变大。这种利用外界电压与光子相互作用而工作的探测器被称为半导体光电二极管。
（2）光电导（PC）探测器：光电导探测器是利用光电导效应（photoconductive effect）工作的。半导体吸收能量足够大的光子后，会把一些内部电子或空穴从价带激发到导带，在外界电场作用下产生载流子，从而使半导体电导率增加，这种现象就叫做光电导效应。
（3）光电子发射（PE）探测器：这类探测器的运行机制是，当辐射在某些金属或半导体材料表面的光子能量足够大时，这些光子可以激发材料内部的电子脱离材料表面成为具有特征能量的自由电子，通过收集这些受激辐射产生的电子，可以探测入射电磁波。
紫外探测器的发展经历了的三代，分别是第一代，硅；第二代化合物半导体GaAs、InP等；第三代宽带隙半导体材料如SiC、ZnO、GaN和金刚石等。硅作为最早投入使用的半导体材料，在探测器发展初期有大量应用，但硅的载流子浓度不是很高，且由于材料本身的缺陷抗辐射性能较差，无法在严苛的环境下工作，使用寿命较低。第二代材料的载流子浓度虽然得以提高，但由于具有禁带宽度小无法在深紫外区域工作，同时器件的最高工作温度低，限制了其在应用上的发展，满足不了实用的要求。第三代宽带隙半导体材料不仅禁带宽度大、载流子浓度高，其导热性能和介电常数均非常理想，制备出的紫外探测器可在高频强辐射环境下使用，特别在军事方面有十分重要的应用