20世纪50年代末，碲镉汞（HgCdTe）合金半导体材料的发明，奠定了热成像的技术和工程应用基础。1975年，美国提出基于第一代红外探测器的热成像通用组件概念——“模块化通用夜视热瞄镜（MCTNS）”，从此HgCdTe材料和探测器被大规模应用于军事领域。
HgCdTe材料迄今为止仍然是最重要的红外探测器材料，具有下列突出优点：（1）红外“大气窗口”和甚长波红外全覆盖；（2）直接带隙和本征吸收；（3）自由电子有效质量小、迁移率高；（4）光生少数载流子寿命长；（5）可获得大尺寸CdTe/Cd1−xZnxTe单晶衬底；（6）HgCdTe材料生长技术获得突破性进步；（7）HgCdTe材料的热膨胀系数与Si材料的很接近。
据麦姆斯咨询报道，近期，深圳市北极星技术创新研究院蔡毅研究员课题组在 《红外与激光工程》 期刊上发表了以“碲镉汞探测器的回顾与展望”为主题的综述文章。蔡毅研究员主要从事红外、光电、北斗卫星导航、信息系统方面的研究工作。
这项研究面从HgCdTe材料的基本物理性质出发，分析了HgCdTe探测器的优点，认为HgCdTe探测器依然是目前性能最好的红外探测器，且正在向多元化方向发展，包括（但不限于）大面阵、平面结和异质结、双波段、甚长波、150K级工作温度、雪崩探测器等。
这项研究逐一详细剖析了HgCdTe探测器几个新发展方向：大面阵、小像元、平面结与异质结、双/多波段/波长、宽波段、甚长波、150K级工作温度、雪崩探测器、片上偏振探测等。
因HgCdTe材料具有高量子效率和低暗电流，大面阵、高性能的红外焦平面探测器仍然首选HgCdTe红外焦平面探测器。采用MOCVD或MBE技术，不仅能在大尺寸的CdZnTe衬底、GaAs、或Si替代衬底上直接将p-n结层生长出来，还能将响应两个红外波长的HgCdTe双层异质结层直接生长出来，极大简化了HgCdTe p-n结的制备工艺，为大面阵HgCdTe焦平面列阵、双色大面阵HgCdTe焦平面列阵的制备奠定可靠的基础， 而且突破了衬底尺寸对大规模制备HgCdTe焦平面列阵的制约，是第三代、四代红外焦平面探测器的核心技术和工艺。
在高品质HgCdTe材料中，本征暗电流机制主要是：（1）俄歇复合或辐射复合产生的扩散电流；（2）空间电荷区的带间隧道电流。对截止波长1.7μm、2.5/2.7μm的高质量短波红外HgCdTe探测器，暗电流主要来源于材料晶格缺陷，因此可工作在较高温度（例如180K）；对截止波长4.7μm左右的高质量中波红外探测器可工作在150K温度、且探测率与低于80K工作温度的探测率相同截止波长10.0μm、11μm长波红外和14.5μm甚长波红外的高质量HgCdTe 探测器，暗电流主要来源于俄歇复合，依然需要较低工作温度，为获得高探测率甚长波红外探测器需要工作在40K低温。由此可见，长波和甚长波红外HgCdTe 探测器的制作难度比中波和短波红外HgCdTe 探测器大。提高HgCdTe探测器工作温度的主要工艺措施是降低耗尽区内材料的杂质和缺陷、提高表面钝化质量。
HgCdTe雪崩模式焦平面探测器可用于低光子数红外探测、遥感、激光雷达等，特别是与0.9~4.3μm红外激光结合，用于测量地形地貌、大气光谱、气体浓度等。
这项研究在总结HgCdTe材料的基本物理性质的基础上，分析了HgCdTe探测器的优点，认为现在HgCdTe红外探测器依然是性能最好的红外探测器，是第四代主流的红外焦平面探测器，在新结构、新模式、新机理、新方法、新工艺的支持下，HgCdTe材料和大面阵、平面结和异质结、小像元、双波段、甚长波、150K级工作温度、雪崩探测器等方向或成为主流发展方向，预期未来还能达到新的高度。随着新结构、新模式、新机理、新方法、新工艺的进步，HgCdTe材料和探测器必将达到一个新高度，仍然是第四代主流的红外焦平面探测器。
