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 شبیه­سازی شده است. این آشکارساز شامل، ناحیه جاذب، نواحی دو ماده‌ای 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 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 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.