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两端叠层结构的中长波量子阱红外探测器

霍永恒 马文全 张艳华 黄建亮 卫炀 崔凯 陈良惠

两端叠层结构的中长波量子阱红外探测器

霍永恒, 马文全, 张艳华, 黄建亮, 卫炀, 崔凯, 陈良惠
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  • 采用分子束外延技术生长了两个叠层结构的双色量子阱红外探测器结构,并经过光刻和湿法刻蚀制作成两端结构的量子阱红外探测器单元器件. 通过改变量子阱势垒高度,势阱宽度,掺杂浓度,重复周期数等器件参数,可以使总电压在两个叠层之间产生适当的分布,从而使器件表现出不同的电压响应特点. 光电流谱测量显示,器件1随着外加偏置电压可实现对于中波大气红外窗口(3—5 μm)和长波大气红外窗口(8—12 μm)红外响应的切换,器件2在不同的偏置电压下可以对这两个波段同时做出响应. 本文探讨了两端叠层结构量子阱红外探测器的工作原
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973项目)(批准号:2010CB327602)资助的课题.
    [1]

    Gunapala S D, Bandara S V, Liu J K, Mumolo J M, Hill C J, Rafol S B, Salazar D, Woolaway J, LeVan P D, Tidrow M Z 2007 Infrared Phys. Technol. 50 217

    [2]

    Nedelcu A, Costard E, Bois P, Marcadet X 2007 Infrared Phys. Technol. 50 227

    [3]

    Sundaram M, Wang S C, Taylor M F, Reisinger A, Milne G L, Reiff K B, Rose R E, Martin R R 2001 Infrared Phys. Technol. 42 301

    [4]

    Li N, Yuan X Z, Li N, Lu W, Li Z F, Dou H F, Shen X C 2000 Acta. Phys. Sin. 49 797 (in Chinese) [李 娜、 袁先漳、 李 宁、 陆 卫、 李志峰、 窦红飞、 沈学础 2000 物理学报 49 797]

    [5]

    Choi K K, Levine B F, Bethea C G, Walker J, Maik R J 1989 Phys. Rev. B 39 8029

    [6]

    Levine B F, Bethea C G, Shen V O, Malik R J 1990 Appl. Phys. Lett. 57 383

    [7]

    Kheng K, Ramsteiner M, Schneider H, Ralston J C, Fuchs F, Koidl P 1992 Appl. Phys. Lett. 61 666

    [8]

    Martinet E, Luc F, Rosencher E, Bois P, Delaitre S 1992 Appl. Phys. Lett. 60 895

    [9]

    Berger V, Vodjdani N, Bois P, Vinter B, Delaitre S 1992 Appl. Phys. Lett. 61 1898

    [10]

    Liu H C, Li J M, Thompson J R, Wasilewski Z R, Buchanan M, Simmons J G 1993 IEEE Electron Devices Lett. 14 566

    [11]

    Eker S U, Kaldirim M, Arslan Y, Besikci C 2008 IEEE Electron Devices Lett. 29 1121

    [12]

    Huo Y H, Ma W Q, Zhang Y H, Chen L H, Shi Y L 2010 Applied Physics A 100 415

    [13]

    Liu X Y, Ma W Q, Zhang Y H, Huo Y H, Chong M, Chen L H 2010 Acta. Phys. Sin. 59 5720 (in Chinese) [刘小宇、 马文全、 张艳华、 霍永恒、 种 明、 陈良惠 2010 物理学报 59 5720]

    [14]

    Liu E K, Zhu B S, Luo J S 2006 Semiconductor Physics (6th ed) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) p139—141 (in Chinese) [刘恩科、 朱秉生、 罗晋生 2006 半导体物理徐 (北京:电子工业出版社) 第139—141页]

    [15]

    Schneider H, Mermelstein C, Rehm R, Schonbein C, Sa’ar A, Walther M 1998 Phys. Rev. B 57 R15096

    [16]

    Liu H C, Capasso F 2000 Semicongductors and Semimetals Vol. 62: Intersubband Transitions in Quantum Wells: Physics and Device Applications 1 (1st ed) (San Diego: Academic Press) p146—147

    [17]

    Levinshtein M, Rumyantsev S 1999 Handbook Series on Semiconductor Parameters Vol. 2: Ternary and Quaternary III—V Semiconductors (Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd)p1—34, 62—86

    [18]

    Ramsey W Y, Alishouse J C 1968 Infrared Physics 8 143

    [19]

    Zolotarev V M, 2007 Optics and Spectroscopy 103 592

  • [1]

    Gunapala S D, Bandara S V, Liu J K, Mumolo J M, Hill C J, Rafol S B, Salazar D, Woolaway J, LeVan P D, Tidrow M Z 2007 Infrared Phys. Technol. 50 217

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    Liu X Y, Ma W Q, Zhang Y H, Huo Y H, Chong M, Chen L H 2010 Acta. Phys. Sin. 59 5720 (in Chinese) [刘小宇、 马文全、 张艳华、 霍永恒、 种 明、 陈良惠 2010 物理学报 59 5720]

    [14]

    Liu E K, Zhu B S, Luo J S 2006 Semiconductor Physics (6th ed) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) p139—141 (in Chinese) [刘恩科、 朱秉生、 罗晋生 2006 半导体物理徐 (北京:电子工业出版社) 第139—141页]

    [15]

    Schneider H, Mermelstein C, Rehm R, Schonbein C, Sa’ar A, Walther M 1998 Phys. Rev. B 57 R15096

    [16]

    Liu H C, Capasso F 2000 Semicongductors and Semimetals Vol. 62: Intersubband Transitions in Quantum Wells: Physics and Device Applications 1 (1st ed) (San Diego: Academic Press) p146—147

    [17]

    Levinshtein M, Rumyantsev S 1999 Handbook Series on Semiconductor Parameters Vol. 2: Ternary and Quaternary III—V Semiconductors (Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd)p1—34, 62—86

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  • [1] 刘小宇, 马文全, 张艳华, 霍永恒, 种明, 陈良惠. 10—14 μm同时响应的双色量子阱红外探测器. 物理学报, 2010, 59(8): 5720-5723. doi: 10.7498/aps.59.5720
    [2] 杨鹏, 韩天成. 极化控制的双波段宽带红外吸收器研究. 物理学报, 2018, 67(10): 107801. doi: 10.7498/aps.67.20172716
    [3] 资 剑, 袁先漳, 李 宁, 陈效双, 沈学础, 陆 卫. 超长波GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器光电流谱特性研究. 物理学报, 2003, 52(2): 503-507. doi: 10.7498/aps.52.503
    [4] 王 科, 郑婉华, 任 刚, 杜晓宇, 邢名欣, 陈良惠. 双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化. 物理学报, 2008, 57(3): 1730-1736. doi: 10.7498/aps.57.1730
    [5] 周旭昌, 陈效双, 甄红楼, 陆 卫. 空穴在动量空间分布对p型量子阱红外探测器响应光谱的影响. 物理学报, 2006, 55(8): 4247-4252. doi: 10.7498/aps.55.4247
    [6] 李健军, 郑小兵, 卢云君, 张伟, 谢萍, 邹鹏. 硅陷阱探测器在350—1064 nm波段的绝对光谱响应度定标. 物理学报, 2009, 58(9): 6273-6278. doi: 10.7498/aps.58.6273
    [7] 江天, 程湘爱, 郑鑫, 许中杰, 江厚满, 陆启生. 光伏碲镉汞探测器在波段内连续激光辐照下的非线性响应机理研究. 物理学报, 2012, 61(13): 137302. doi: 10.7498/aps.61.137302
    [8] 邓懿, 赵德刚, 吴亮亮, 刘宗顺, 朱建军, 江德生, 张书明, 梁骏吾. 器件参数对GaN基n+-GaN/i-Alx Ga1-xN/n+-GaN结构紫外和红外双色探测器中紫外响应的影响. 物理学报, 2010, 59(12): 8903-8909. doi: 10.7498/aps.59.8903
    [9] 陈岩松. 铁电薄膜探测器PbZrTiO3的红外光电响应实验研究. 物理学报, 1998, 47(8): 1378-1382. doi: 10.7498/aps.47.1378
    [10] 陈长虹, 易新建, 熊笔锋. 基于VO2薄膜非致冷红外探测器光电响应研究. 物理学报, 2001, 50(3): 450-452. doi: 10.7498/aps.50.450
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-08-18
  • 修回日期:  2010-10-14
  • 刊出日期:  2011-09-15

两端叠层结构的中长波量子阱红外探测器

  • 1. 中国科学院半导体研究所纳米光电子实验室,北京 100083
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(973项目)(批准号:2010CB327602)资助的课题.

摘要: 采用分子束外延技术生长了两个叠层结构的双色量子阱红外探测器结构,并经过光刻和湿法刻蚀制作成两端结构的量子阱红外探测器单元器件. 通过改变量子阱势垒高度,势阱宽度,掺杂浓度,重复周期数等器件参数,可以使总电压在两个叠层之间产生适当的分布,从而使器件表现出不同的电压响应特点. 光电流谱测量显示,器件1随着外加偏置电压可实现对于中波大气红外窗口(3—5 μm)和长波大气红外窗口(8—12 μm)红外响应的切换,器件2在不同的偏置电压下可以对这两个波段同时做出响应. 本文探讨了两端叠层结构量子阱红外探测器的工作原

English Abstract

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