搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

利用表面微结构提高波长上转换红外探测器效率

王超 郝智彪 王磊 康健彬 谢莉莉 罗毅 汪莱 王健 熊兵 孙长征 韩彦军 李洪涛 王禄 王文新 陈弘

利用表面微结构提高波长上转换红外探测器效率

王超, 郝智彪, 王磊, 康健彬, 谢莉莉, 罗毅, 汪莱, 王健, 熊兵, 孙长征, 韩彦军, 李洪涛, 王禄, 王文新, 陈弘
PDF
导出引用
导出核心图
  • 波长上转换红外探测器具有实现大面阵焦平面的优势, 但光提取效率是制约器件整体效率的关键因素之一. 本文主要研究利用表面微结构来提高波长上转换红外探测器的效率. 首先通过仿真计算研究了表面微结构参数对光提取效率的影响, 然后基于优化设计的参数, 采用聚苯乙烯纳米球掩膜刻蚀的方法制作了具有圆台型表面微结构的波长上转换红外探测器. 测试结果表明, 具有表面微结构的器件的光提取效率比无表面微结构的器件提高了130%. 本文制作表面微结构的方法可以实现波长上转换红外探测器件整体效率的提高.
      通信作者: 郝智彪, zbhao@tsinghua.edu.cn;luoy@tsinghua.edu.cn ; 罗毅, zbhao@tsinghua.edu.cn;luoy@tsinghua.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB632804,2012CB315605)、国家自然科学基金(批准号:61176015,61210014,51002085,61321004,61307024,61176059)和国家高技术研究发展计划(批准号2015AA017101)资助的课题.
    [1]

    Rogalski A 2003 Prog. Quant. Electron. 27 59

    [2]

    Liu W, Ye Z H 2011 Laser Infrar. 41 365 (in Chinese) [刘武, 叶振华 2011 激光与红外 41 365]

    [3]

    Dupont E, Byloos M, Gao M, et al. 2002 IEEE Photon. Technol. Lett. 14 182

    [4]

    Yang Y, Zhang Y H, Shen W Z, et al. 2011 Prog. Quant. Electron. 35 77

    [5]

    Wang L, Hao Z B, Luo Y, et al. 2015 Appl. Phys. Lett. 107 131107

    [6]

    Schnitzer I, Yablonovitch E, Caneau C, et al. 1993 Appl. Phys. Lett. 63 2174

    [7]

    Chen Y X, Shen G D, Han J R, et al. 2010 Acta Phys. Sin. 59 545 (in Chinese) [陈依新, 沈光地, 韩金茹 等 2010 物理学报 59 545]

    [8]

    Chen X L, Kong F M, Li K, et al. 2013 Acta Phys. Sin. 62 017805 (in Chinese) [陈新莲, 孔凡敏, 李康 等 2013 物理学报 62 017805]

    [9]

    Huh C, Lee K S, Kang E J, et al. 2003 J. Appl. Phys. 93 9383

    [10]

    Huang H W, Kao C C, Chu J T, et al. 2005 IEEE Photon. Technol. Lett. 17 983

    [11]

    FuJii T, Gao Y, Sharma R, et al. 2004 J. Appl. Phys. 84 855

    [12]

    Lee Y J, Lu T C, Kuo H C, et al. 2007 Mat. Sci. Eng: B 138 157

    [13]

    Tamboli A C, McGroddy K C, Hu E L 2009 Phys. Status Solidi C 6 807

    [14]

    Zike L, Wei G, Chen X, et al. 2010 J. Semicond. 31 114011

    [15]

    Ma L, Jiang W J, Zou D S, et al. 2011 J. Phys: Conf. Ser. 276 012077

    [16]

    Wang C C, Lu H C, Liu C C, et al. 2008 IEEE Photon. Technol. Lett. 20 428

    [17]

    Song Y M, Choi E S, Yu J S, et al. 2009 Opt. Express. 17 20991

    [18]

    Hu Y, Hao Z, Lai W, et al. 2015 Nanotechnology 26 075302

  • [1]

    Rogalski A 2003 Prog. Quant. Electron. 27 59

    [2]

    Liu W, Ye Z H 2011 Laser Infrar. 41 365 (in Chinese) [刘武, 叶振华 2011 激光与红外 41 365]

    [3]

    Dupont E, Byloos M, Gao M, et al. 2002 IEEE Photon. Technol. Lett. 14 182

    [4]

    Yang Y, Zhang Y H, Shen W Z, et al. 2011 Prog. Quant. Electron. 35 77

    [5]

    Wang L, Hao Z B, Luo Y, et al. 2015 Appl. Phys. Lett. 107 131107

    [6]

    Schnitzer I, Yablonovitch E, Caneau C, et al. 1993 Appl. Phys. Lett. 63 2174

    [7]

    Chen Y X, Shen G D, Han J R, et al. 2010 Acta Phys. Sin. 59 545 (in Chinese) [陈依新, 沈光地, 韩金茹 等 2010 物理学报 59 545]

    [8]

    Chen X L, Kong F M, Li K, et al. 2013 Acta Phys. Sin. 62 017805 (in Chinese) [陈新莲, 孔凡敏, 李康 等 2013 物理学报 62 017805]

    [9]

    Huh C, Lee K S, Kang E J, et al. 2003 J. Appl. Phys. 93 9383

    [10]

    Huang H W, Kao C C, Chu J T, et al. 2005 IEEE Photon. Technol. Lett. 17 983

    [11]

    FuJii T, Gao Y, Sharma R, et al. 2004 J. Appl. Phys. 84 855

    [12]

    Lee Y J, Lu T C, Kuo H C, et al. 2007 Mat. Sci. Eng: B 138 157

    [13]

    Tamboli A C, McGroddy K C, Hu E L 2009 Phys. Status Solidi C 6 807

    [14]

    Zike L, Wei G, Chen X, et al. 2010 J. Semicond. 31 114011

    [15]

    Ma L, Jiang W J, Zou D S, et al. 2011 J. Phys: Conf. Ser. 276 012077

    [16]

    Wang C C, Lu H C, Liu C C, et al. 2008 IEEE Photon. Technol. Lett. 20 428

    [17]

    Song Y M, Choi E S, Yu J S, et al. 2009 Opt. Express. 17 20991

    [18]

    Hu Y, Hao Z, Lai W, et al. 2015 Nanotechnology 26 075302

  • [1] 刘顺瑞, 聂照庭, 张明磊, 王丽, 冷雁冰, 孙艳军. 利用纳米球提高红外波长上转换探测器效率. 物理学报, 2017, 66(18): 188501. doi: 10.7498/aps.66.188501
    [2] 康健彬, 郝智彪, 王磊, 刘志林, 罗毅, 汪莱, 王健, 熊兵, 孙长征, 韩彦军, 李洪涛, 王禄, 王文新, 陈弘. 红外波长上转换器件中载流子阻挡结构的研究. 物理学报, 2015, 64(17): 178502. doi: 10.7498/aps.64.178502
    [3] 岳庆炀, 孔凡敏, 李康, 赵佳. 基于缺陷光子晶体结构的GaN基发光二极管光提取效率的有关研究. 物理学报, 2012, 61(20): 208502. doi: 10.7498/aps.61.208502
    [4] 张凯, 陆勇俊, 王峰会. 表面能梯度驱动下纳米水滴在不同微结构表面上的运动. 物理学报, 2015, 64(6): 064703. doi: 10.7498/aps.64.064703
    [5] 王瑜英, 阎大伟, 谭秀兰, 王雪敏, 高扬, 彭丽萍, 易有根, 吴卫东. 球壳结构金阴极及其X射线光电发射特性. 物理学报, 2015, 64(9): 094103. doi: 10.7498/aps.64.094103
    [6] 陈依新, 汤益丹, 沈光地, 郑婉华, 陈微, 陈良惠. 表面为二维光子晶体结构的AlGaInP系发光二极管的研究. 物理学报, 2010, 59(11): 8083-8087. doi: 10.7498/aps.59.8083
    [7] 陈新莲, 孔凡敏, 李康, 高晖, 岳庆炀. 无序光子晶体提高GaN基蓝光发光二极管光提取效率的研究. 物理学报, 2013, 62(1): 017805. doi: 10.7498/aps.62.017805
    [8] 袁春华, 李晓红, 唐多昌, 杨宏道, 李国强. Nd:YAG纳秒激光诱导硅表面微结构的演化. 物理学报, 2010, 59(10): 7015-7019. doi: 10.7498/aps.59.7015
    [9] 华叶, 万红, 陈兴宇, 吴平, 白书欣. 表面微结构对碳化硅晶须掺杂石墨阴极爆炸电子发射性能的影响. 物理学报, 2016, 65(16): 168102. doi: 10.7498/aps.65.168102
    [10] 陆乃彦, 余雪健, 万佳伟, 翁雨燕, 郭俊宏, 刘宇. 微图案化金衬底表面等离子体共振光学特性. 物理学报, 2016, 65(20): 208102. doi: 10.7498/aps.65.208102
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  520
  • PDF下载量:  226
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-23
  • 修回日期:  2016-01-19
  • 刊出日期:  2016-05-20

利用表面微结构提高波长上转换红外探测器效率

    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB632804,2012CB315605)、国家自然科学基金(批准号:61176015,61210014,51002085,61321004,61307024,61176059)和国家高技术研究发展计划(批准号2015AA017101)资助的课题.

摘要: 波长上转换红外探测器具有实现大面阵焦平面的优势, 但光提取效率是制约器件整体效率的关键因素之一. 本文主要研究利用表面微结构来提高波长上转换红外探测器的效率. 首先通过仿真计算研究了表面微结构参数对光提取效率的影响, 然后基于优化设计的参数, 采用聚苯乙烯纳米球掩膜刻蚀的方法制作了具有圆台型表面微结构的波长上转换红外探测器. 测试结果表明, 具有表面微结构的器件的光提取效率比无表面微结构的器件提高了130%. 本文制作表面微结构的方法可以实现波长上转换红外探测器件整体效率的提高.

English Abstract

参考文献 (18)

目录

    /

    返回文章
    返回