可探测羟基自由基发光的金刚石紫外火焰探测器及其户外紫外信号探测系统技术方案

技术编号:46587016 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:22
可探测羟基自由基发光的金刚石紫外火焰探测器及其户外紫外信号探测系统,本发明专利技术是要解决OH*基团的紫外发光信号探测效率低的问题。本发明专利技术平面对称型金刚石紫外火焰探测器包括金刚石层、TiO2膜层、第一接触电极和第二接触电极,金刚石层为本征金刚石、掺氮金刚石或者掺硼金刚石,在金刚石层上沉积TiO2膜层,在TiO2膜层的上表面的两侧分别沉积第一接触电极和第二接触电极。本发明专利技术还涉及一种肖特基结型金刚石紫外火焰探测器。本发明专利技术可探测羟基自由基发光的金刚石紫外火焰探测器能对其中的微弱OH*紫外发光产生高光谱选择性响应光电流,而对火焰中发光强度极高的可见与红外光以及太阳光背景不敏感。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体电子器件领域,具体涉及可探测羟基自由基发光的金刚石紫外火焰探测器及其户外紫外信号探测系统


技术介绍

1、碳氢燃料的燃烧研究在能源、环境、化学、材料、航空航天、安全工程和可再生能源等多个领域具有重要意义。碳氢燃料的火焰燃烧发光包括碳颗粒等宽带辐射和具有特殊光谱特征的自由基化学光,常见的自由基发光有发光中心位于309 nm的oh*,430 nm的ch*和516 nm的c2*等。其中oh*是碳氢燃料燃烧过程中最重要的中间产物之一,oh*的存在就意味着燃烧过程的进行。对于飞行器设计来说,发动机尾焰在不稳定燃烧时也会产生大量oh*。由于不存在背底噪声影响,使得紫外发光光谱可以比红外光谱提供更多、更丰富的工况信息。因此,探测oh*自由基紫外发光对于准确监测含碳氢燃料的燃烧至关重要,有助于飞行器发动机燃烧工况分析与反向优化设计。

2、当前紫外探测设备往往基于庞大的光电倍增管或cmos紫外相机,前者还需要配备复杂的滤光与调制系统,价格高昂易破碎;后者需要配备透过率非常有限的窄带滤波片,由于在oh*自由基的紫外发光波段量子效率较低,还需要配本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.可探测羟基自由基发光的肖特基结型金刚石紫外火焰探测器,其特征在于所述肖特基结型金刚石紫外火焰探测器包括重掺硼金刚石层(1-1)、一号接触电极(1-2)、外延金刚石层(1-3)、终端(1-4)、TiO2薄膜(1-5)和二号接触电极(1-6),重掺硼金刚石层(1-1)中硼掺杂浓度大于1017 cm-3,在重掺硼金刚石层(1-1)的下表面沉积有一号接触电极(1-2),一号接触电极(1-2)与重掺硼金刚石层(1-1)形成欧姆接触,在重掺硼金刚石层(1-1)的上表面外延生长出外延金刚石层(1-3),外延金刚石层(1-3)中硼掺杂浓度小于1016 cm-3,外延金刚石层(1-3)上带有终端(1-...

【技术特征摘要】

1.可探测羟基自由基发光的肖特基结型金刚石紫外火焰探测器,其特征在于所述肖特基结型金刚石紫外火焰探测器包括重掺硼金刚石层(1-1)、一号接触电极(1-2)、外延金刚石层(1-3)、终端(1-4)、tio2薄膜(1-5)和二号接触电极(1-6),重掺硼金刚石层(1-1)中硼掺杂浓度大于1017 cm-3,在重掺硼金刚石层(1-1)的下表面沉积有一号接触电极(1-2),一号接触电极(1-2)与重掺硼金刚石层(1-1)形成欧姆接触,在重掺硼金刚石层(1-1)的上表面外延生长出外延金刚石层(1-3),外延金刚石层(1-3)中硼掺杂浓度小于1016 cm-3,外延金刚石层(1-3)上带有终端(1-4),在外延金刚石层(1-3)的上表面沉积有tio2薄膜(1-5),在tio2薄膜(1-5)上沉积有二号接触电极(1-6),tio2薄膜(1-5)与二号接触电极(1-6)形成肖特基接触。

2.根据权利要求1所述的可探测羟基自由基发光的肖特基结型金刚石紫外火焰探测器,其特征在于外延金刚石层(1-3)中硼掺杂浓度为1012~1015 cm-3。

3.根据权利要求1所述的可探测羟基自由基发光的肖特基结型金刚石紫外火焰探测器,其特征在于采用磁控溅射工艺、电子束沉积工艺或者水热法在带有表面终端的外延金刚石层(1-3)的上表面沉积有tio2薄膜(1-5)。

4.根据权利要求1所述的可探测羟基自由基发光的肖特基结型金刚石紫外火焰探测器,其特征在于外延金刚石层(1-3)上的终端(1-4)为氧终端、氮终端或者氟终端。

5.根据权利要求1所述的可探测羟基自由基发光的肖特基结型金刚石紫外火焰探测器,其特征在于外延金刚石层(1-3)的厚度为0.05~20 μm。

6.可探测羟基自由基发光的平面对称型金刚石紫外火焰探测器,其特征在于可探测羟基自由基发光的平面对称型金刚石紫外火焰探测器包括金刚石层(2-1)、tio2膜层(2-2)、第一接触电极(2-3)和第二接触电极(2...

【专利技术属性】
技术研发人员:范赛飞郑怡彤李童博张志宜张森刘本建李一村赵继文代兵张固非刘康朱嘉琦
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1