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阻挡杂质带红外探测器中的界面势垒效应

廖开升 李志锋 李梁 王超 周孝好 戴宁 李宁

阻挡杂质带红外探测器中的界面势垒效应

廖开升, 李志锋, 李梁, 王超, 周孝好, 戴宁, 李宁
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  • 通过变温暗电流和变偏压光电流谱实验对阻挡杂质带红外探测器的跃迁机理和输运特性进行了研究. 结合器件能带结构计算的结果, 证明了在阻挡杂质带红外探测器中主要由导带底下移效应引起的界面势垒的存在. 提出了阻挡杂质带红外探测器的双激发工作模型, 并从变偏压光电流谱中成功地分离出了与这两种物理过程所对应的光谱峰, 进一步证实了器件的能带结构. 研究了界面势垒效应对阻挡杂质带红外探测器的光电流谱、响应率和内量子效率的影响. 研究表明, 考虑进界面势垒效应, 计算得到的器件响应率与实验值符合得很好. 同时发现阻挡杂质带红外探测器中内建电场的存在等效降低了发生碰撞电离增益所需的临界电场强度.
      通信作者: 李宁, ningli@mail.sitp.ac.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB922004)、国家自然科学基金(批准号: 61290304, 61376053)和上海技术物理研究所知识创新项目(批准号: Q-DX-64)资助的课题.
    [1]

    Al-Naib I, Hebestreit E, Rockstuhl C, Lederer F, Christodoulides D, Ozaki T, Morandotti R 2014 Phys. Rev. Lett. 112 183903

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    Huffman J E, Crouse A G, Halleck B L, Downes T V, Herter T L 1992 J. Appl. Phys. 72 273

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    Shklovskii B I, Efros A L 1984 Electronic Properties of Doped Semiconductors (Berlin Heidelberg, New York, Tokyo: Springer-Verlag) pp52-82

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-08
  • 修回日期:  2015-08-03
  • 刊出日期:  2015-11-05

阻挡杂质带红外探测器中的界面势垒效应

  • 1. 中国科学院上海技术物理研究所, 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
  • 通信作者: 李宁, ningli@mail.sitp.ac.cn
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB922004)、国家自然科学基金(批准号: 61290304, 61376053)和上海技术物理研究所知识创新项目(批准号: Q-DX-64)资助的课题.

摘要: 通过变温暗电流和变偏压光电流谱实验对阻挡杂质带红外探测器的跃迁机理和输运特性进行了研究. 结合器件能带结构计算的结果, 证明了在阻挡杂质带红外探测器中主要由导带底下移效应引起的界面势垒的存在. 提出了阻挡杂质带红外探测器的双激发工作模型, 并从变偏压光电流谱中成功地分离出了与这两种物理过程所对应的光谱峰, 进一步证实了器件的能带结构. 研究了界面势垒效应对阻挡杂质带红外探测器的光电流谱、响应率和内量子效率的影响. 研究表明, 考虑进界面势垒效应, 计算得到的器件响应率与实验值符合得很好. 同时发现阻挡杂质带红外探测器中内建电场的存在等效降低了发生碰撞电离增益所需的临界电场强度.

English Abstract

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