En Profundidad - Veinte años de investigación con seleniuro de plomo

BOLETIN OBSERVACION TECNOLOGICA 48

Veinte años de investigación con seleniuro de plomo Autor: María del Carmen Torquemada, Subdirección General de Investigación y Programas, INTA. Palabras clave: PbSe, detección sin refrigeración, sensores de infrarrojos de alta velocidad, discriminación espectral, fotodetección, filtros interferenciales, integración monolítica, NIT, CIDA, ITM, INTA. Metas tecnológicas relacionadas: MT 2.1.6. Hace 20 años se ordenó al antiguo Cen-tro de Investigación y Desarrollo de la Armada (CIDA), el inicio de la investiga-ción, desarrollo e innovación de senso-res de infrarrojos de seleniuro de plomo (PbSe), lo que posteriormente resultaría ser una de sus líneas de investigación de referencia y que continuaría en el Instituto Tecnológico la Marañosa (ITM) y en el Instituto Nacional de Técnica Ae-roespacial (INTA) hasta 2015. En Profundidad El PbSe es un material semiconduc-tor que tiene la característica de ser el único sensor fotónico no refrigera-do que trabaja en el rango espectral de longitudes de onda del infrarrojo medio, en la banda de 3 a 5 micras. La ventaja de ser capaz de funcionar a temperatura ambiente lo hace una buena opción para trabajar en siste-mas ligeros sin la necesidad de utili-zar refrigeraciones criogénicas, pesa-das y costosas económicamente. Al ser un material fotónico, cuenta con la propiedad de ser un detector muy rápido, con velocidades de detección del orden de 3 μs, lo que lo convierte en un buen candidato en aplicaciones donde la rapidez de respuesta puede significar detectar un evento o no de-tectarlo. En 1996, el CIDA disponía de un método de crecimiento de láminas delgadas de PbSe por evaporación térmica en vacío y un original méto-do de activación de estas películas para hacerlas fotoconductoras que se habían desarrollado a raíz del aná-lisis de una espoleta de infrarrojos americana y basadas en el estudio de trabajos pioneros como el de Pe-tritz, Humphrey o Cashman a finales de los años 50. Los sensores crecían sobre obleas de dos pulgadas y se habían conseguido homogeneidades del 30% en la detectividad de pico. A partir de este momento se trabajó en la optimización y sistematización del proceso de crecimiento de los senso-res para obtener características ho-mogéneas en obleas de 4 pulgadas. Los primeros sensores desarrollados tenían un solo nivel de metalización y se empezó a trabajar en detalles como el diseño óptimo de geometrías que maximizaran la señal, minimiza-ran el ruido y fueran compatibles con los sistemas de soldadura y encapsu-lado de dispositivos. Así, se participó en distintos proyectos financiados por la Dirección General de Arma-mento y Material (DGAM). Algunos dispositivos se encapsularon con re-frigeración termoeléctrica, otros sin ella. Se trabajó en optimizar el cierre de estos dispositivos, en ocasiones para que fueran sellados en atmós- Fig. 1. Evolución de la tecnología de PbSe en el CIDA. (Fuente: INTA). 16 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 48. Tercer y cuarto trimestre 2015


BOLETIN OBSERVACION TECNOLOGICA 48
To see the actual publication please follow the link above