紅外探測(cè)材料型號(hào)命名方法標(biāo)準(zhǔn)修訂研究報(bào)告EnglishTitle:ResearchReportonStandardRevisionofNomenclatureMethodsforInfraredDetectionMaterialModels摘要本報(bào)告圍繞《紅外探測(cè)材料型號(hào)命名方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，系統(tǒng)分析了標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的目的意義、適用范圍及主要技術(shù)內(nèi)容。紅外探測(cè)材料作為紅外探測(cè)器的基礎(chǔ)核心，其型號(hào)命名的科學(xué)性和統(tǒng)一性直接影響整個(gè)紅外產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同效率。隨著量子阱、Ⅱ類超晶格等新型材料的涌現(xiàn)，1989年頒布的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)已無法滿足行業(yè)需求，導(dǎo)致材料命名混亂、選型困難等問題。本次修訂通過建立系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的命名體系，規(guī)范材料生長(zhǎng)方法、晶向、摻雜類型、探測(cè)波段等關(guān)鍵參數(shù)的表示方法，為生產(chǎn)企業(yè)提供統(tǒng)一的命名指導(dǎo)。新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后將顯著提升材料選型效率，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新，推動(dòng)我國(guó)紅外探測(cè)技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展。研究報(bào)告結(jié)合國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，提出了標(biāo)準(zhǔn)修訂的技術(shù)路徑和實(shí)施建議，對(duì)紅外探測(cè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)具有重要指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:紅外探測(cè)材料、型號(hào)命名、標(biāo)準(zhǔn)修訂、材料分類、標(biāo)準(zhǔn)化體系Keywords:InfraredDetectionMaterials,ModelNomenclature,StandardRevision,MaterialClassification,StandardizationSystem正文1標(biāo)準(zhǔn)修訂的背景與必要性紅外探測(cè)器作為光電系統(tǒng)的核心部件，其性能直接取決于紅外探測(cè)材料的特性。當(dāng)前紅外探測(cè)材料已從傳統(tǒng)的銻化銦（InSb）、碲鎘汞（HgCdTe）等基礎(chǔ)材料，發(fā)展到涵蓋量子阱紅外光電探測(cè)器（QWIP）、Ⅱ類超晶格（T2SL）等新型材料體系。材料體系的多樣化雖然推動(dòng)了探測(cè)器性能的提升，但也帶來了型號(hào)命名混亂的突出問題。調(diào)研顯示，國(guó)內(nèi)主要紅外材料生產(chǎn)企業(yè)的命名體系存在顯著差異。例如，對(duì)相同結(jié)構(gòu)的碲鎘汞材料，A企業(yè)采用"HgCdTe-15μm-P型"的命名方式，而B企業(yè)則使用"MCT-15P"的簡(jiǎn)寫形式。這種命名不統(tǒng)一現(xiàn)象導(dǎo)致下游探測(cè)器制造商在材料選型時(shí)需花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行技術(shù)參數(shù)比對(duì)，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品開發(fā)效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，紅外探測(cè)器企業(yè)平均需要花費(fèi)2-3周時(shí)間完成材料技術(shù)規(guī)格的比對(duì)確認(rèn)工作，顯著延長(zhǎng)了產(chǎn)品研發(fā)周期。1989年制定的GB/T《紅外探測(cè)材料型號(hào)命名方法》標(biāo)準(zhǔn)僅涵蓋了當(dāng)時(shí)主流的化合物半導(dǎo)體材料和熱釋電材料，未能預(yù)見量子結(jié)構(gòu)、低維材料等新型材料體系的發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的命名規(guī)則無法準(zhǔn)確表征現(xiàn)代紅外探測(cè)材料的復(fù)雜參數(shù)體系，如能帶結(jié)構(gòu)、量子效率、生長(zhǎng)取向等關(guān)鍵特性。因此，對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)性修訂已成為行業(yè)發(fā)展的迫切需求。2標(biāo)準(zhǔn)修訂的技術(shù)內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)2.1標(biāo)準(zhǔn)化范圍擴(kuò)展新標(biāo)準(zhǔn)將命名范圍從傳統(tǒng)的體材料擴(kuò)展至包括低維材料、異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料等新型材料體系。具體涵蓋以下材料類別：-化合物半導(dǎo)體材料：碲鎘汞（HgCdTe）、銻化銦（InSb）等-量子結(jié)構(gòu)材料：量子阱（QWIP）、量子點(diǎn)（QDIP）等-超晶格材料：Ⅱ類超晶格（T2SL）、Ⅲ-V族超晶格等-新型窄帶隙材料：銻基IIIAVA族化合物等-熱釋電材料：鉭酸鋰（LiTaO?）、硫酸三甘鈦（TGS）等2.2命名體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新標(biāo)準(zhǔn)采用分級(jí)編碼結(jié)構(gòu)，建立7位字符的標(biāo)準(zhǔn)化命名體系：-第1-2位：材料體系標(biāo)識(shí)碼（如MC表示碲鎘汞，IS表示銻化銦）-第3位：生長(zhǎng)方法代碼（M表示MBE，C表示MOCVD）-第4位：晶向標(biāo)識(shí)（S表示(111)，P表示(211)）-第5位：摻雜類型（N表示N型，P表示P型）-第6-7位：探測(cè)波段（數(shù)字表示截止波長(zhǎng)μm）例如："MC-M-S-N-15"表示采用分子束外延生長(zhǎng)、(111)晶向、N型摻雜、截止波長(zhǎng)15μm的碲鎘汞材料。這種結(jié)構(gòu)化命名方式既能準(zhǔn)確反映材料特性，又保證了命名的簡(jiǎn)潔性和可讀性。2.3技術(shù)參數(shù)規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)對(duì)以下關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的表示方法進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定：-生長(zhǎng)方法：包括液相外延（LPE）、分子束外延（MBE）、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）等-晶向表示：采用國(guó)際通用的密勒指數(shù)表示法-摻雜濃度：建立分級(jí)編碼體系（L表示低摻雜，M表示中摻雜，H表示高摻雜）-探測(cè)波段：采用實(shí)際截止波長(zhǎng)數(shù)值表示-材料質(zhì)量：引入載流子壽命、缺陷密度等關(guān)鍵參數(shù)代碼3標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施預(yù)期效益新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益。根據(jù)行業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，統(tǒng)一命名標(biāo)準(zhǔn)后，紅外探測(cè)器企業(yè)的材料選型時(shí)間預(yù)計(jì)可減少50%以上，新產(chǎn)品開發(fā)周期縮短20%-30%。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化的命名體系將促進(jìn)材料數(shù)據(jù)的數(shù)字化管理，為材料基因組計(jì)劃和大數(shù)據(jù)選型平臺(tái)建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐。在產(chǎn)業(yè)協(xié)同方面，統(tǒng)一的命名標(biāo)準(zhǔn)將加強(qiáng)材料生產(chǎn)企業(yè)與探測(cè)器制造商之間的技術(shù)交流，降低溝通成本，避免因命名混亂導(dǎo)致的技術(shù)錯(cuò)誤。此外，標(biāo)準(zhǔn)還將為產(chǎn)品質(zhì)量追溯、可靠性評(píng)價(jià)等提供技術(shù)依據(jù)，推動(dòng)行業(yè)質(zhì)量體系的完善。參與修訂的主要單位介紹中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院（CESI）作為本標(biāo)準(zhǔn)修訂的主要承擔(dān)單位，是工業(yè)和信息化部直屬的專業(yè)從事電子信息技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化的科研機(jī)構(gòu)。研究院在紅外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方面具有深厚積累，先后主持制定了《紅外探測(cè)器參數(shù)測(cè)試方法》、《紅外焦平面陣列特性測(cè)試方法》等多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本次標(biāo)準(zhǔn)修訂工作中，研究院組織了中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十一研究所、昆明物理研究所等國(guó)內(nèi)權(quán)威科研機(jī)構(gòu)，以及武漢高德紅外、大立科技等行業(yè)龍頭企業(yè)共同參與。研究院建立了完善的標(biāo)準(zhǔn)研制技術(shù)體系，通過理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)調(diào)研等多種手段，確保標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性。結(jié)論與展望《紅外探測(cè)材料型號(hào)命名方法》標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，是適應(yīng)紅外技術(shù)快速發(fā)展、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的重要舉措。新標(biāo)準(zhǔn)通過建立科學(xué)、系統(tǒng)、開放的命名體系，有效解決了因材料種類增多、參數(shù)復(fù)雜化導(dǎo)致的命名混亂問題，為產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新提供了技術(shù)基礎(chǔ)。未來，隨著紅外探測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)仍需持續(xù)完善和更新。建議從以下方面開展后續(xù)工作：一是建立標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)維護(hù)機(jī)制，及時(shí)納入新型材料體系；二是推動(dòng)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的接軌，促進(jìn)我國(guó)紅外產(chǎn)品的國(guó)際化；三是開發(fā)配套的數(shù)據(jù)庫和選型工具，提高標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效率。通過標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)優(yōu)化和實(shí)施，必將推動(dòng)我國(guó)紅外探測(cè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展，為國(guó)防安全、工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域的應(yīng)用提供有力支撐。參考文獻(xiàn)[1]GB/T××××-1989,紅外探測(cè)材料型號(hào)命名方法[S][2]紅外探測(cè)器技術(shù)發(fā)展報(bào)告,中國(guó)光學(xué)工