搜索

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

波段外激光辐照光导型InSb探测器的一种新现象

郑鑫 江天 程湘爱 江厚满 陆启生

引用本文:
Citation:

波段外激光辐照光导型InSb探测器的一种新现象

郑鑫, 江天, 程湘爱, 江厚满, 陆启生

A new phenomenon of photoconductive InSb detector under the irradiation of out-band laser

Zheng Xin, Jiang Tian, Cheng Xiang-Ai, Jiang Hou-Man, Lu Qi-Sheng
PDF
导出引用
  • 利用不同功率密度的10.6 μm(光子能量为0.12 eV)连续激光辐照了禁带宽度为0.228 eV的光导型锑化铟探测器, 得到了与以往报道不同的实验现象. 当10.6 μm波段外激光辐照光导型探测器时, 探测器吸收激光能量后温度升高. 在探测器的温升过程中, 存在一个转变温度T0. 当探测器的温度TT0时, 载流子浓度基本不变, 迁移率随温度的升高呈T-2.35趋势下降, 引起探测器的电导率减小, 电阻增大, 响应输出电压升高; 当T>T0时, 热激发载流子浓度随温度的升高呈指数增长, 电阻急剧下降, 超过了载流子迁移率降低对电阻的影响, 响应输出急剧下降. 光电导探测器在较高功率密度波段外激光辐照下的响应特性是载流子的浓度和迁移率在温度影响下相互作用的结果. 这对进一步完善半导体内载流子输运模型提供了实验依据.
    A new phenomenon is observed when a photoconductive InSb detector with 0.228eV band gap is irradiated by 10.6 μm laser, whose photon energy is 0.12 eV. The detector is heated by this out-band laser, due to the absorption of laser energy. However, a transformation temperature T0 exists in this process. When the temperature of the detector, T, is lower than T0, the number of carriers remains constant but the conductivity changes because of a change in mobility. The mobility decreases with the increase of temperature and varies as T-2.35. At T>T0, the concentration of thermally-activated carrier increases with temperature, which is proportional to exp (-Eg/2k0T). As a result, the influence of carrier concentration becomes more and more important. As a result, the output of the detector decreases. In a word, the output voltage of photoconductive detector results from the temperature dependence of mobility and concentration of carriers. This work provides an experimental basis for improving the carrier transport model.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 1030110)资助的课题
    • Funds: Project supported by the National Basic Technology Research and Development Program of China (Grant No. 1030110).
    [1]

    Bartoli F, Esterowitz L, Kruer M, Allen R 1977 Appl. Opt. 16 2934

    [2]

    Bartoli F J, Esterowitz L, Kruer M R, Allen R E 1975 Appl. Opt. 14 2499

    [3]

    Bartoli F, Esterowitz L, Allen R, Kruer M 1976 J. Appl. Phys. 47 2875

    [4]

    Xu X Y, Ye Z H, Li Z F, Lu W 2007 Acta Phys. Sin. 56 2882 (in Chinese) [徐向晏, 叶振华, 李志锋, 陆卫 2007 物理学报 56 2882]

    [5]

    HuWD, Yin F, Ye Z H, Quan Z J, Hu X N, Li Z F, Cheng X S, Lu W 2009 Acta Phys. Sin. 58 7891 (in Chinese) [胡伟达, 殷菲, 叶振华, 全知觉, 胡晓宁, 李志锋, 陈效双, 陆卫 2009 物理学报 58 7891]

    [6]

    Liu X Y, Ma W Q, Zhang Y H, Huo Y H, Zhong M, Chen L H 2010 Acts 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]

    [7]

    He Y X Jiang H M 2008 High Power Laser and Particle Beams 20 1233 (in Chinese) [贺元兴, 江厚满 2008 强激光与粒子束 20 1233]

    [8]

    Shen X C 2002 The Spectrum and Optical Properties of Semiconductor (Beijing: Science Press ) pp363, 467 (in Chinese) [沈学础 2002 半导体光谱和光学性质 (北京: 科学出版社) 第363,467页]

    [9]

    Li L, Lu Q S 2008 Acta Opt. Sin. 28 1953 (in Chinese) [李莉, 陆启生 2008 光学学报 28 1953]

    [10]

    Wang R, Si L, Lu Q S 2003 Laser & Infrared 33 335 (in Chinese) [王睿, 司磊, 陆启生 2009 激光与红外 33 335]

    [11]

    Li X Q, Cheng X A, Wang R 2003 China J. Laser. 30 1070 (in Chinese) [李修乾, 程湘爱, 王睿 2003 中国激光 28 1070]

    [12]

    Li X Q, Cheng X A, Wang R 2003 High Power Laser and Partial Beams 15 40 (in Chinese) [李修乾, 程湘爱, 王睿 2003 强激光与粒子束 15 40]

    [13]

    Ma L Q, Lu Q S 2006 High Power Laser and Partial Beams 18 201 (in Chinese) [马丽芹, 陆启生 2006 强激光与粒子束 18 201]

    [14]

    Ma L Q, Lu Q S, Du S J 2004 China J. Laser. 31 342 (in Chinese) [马丽芹, 陆启生, 杜少军 2004 中国激光 31 342]

    [15]

    Sun C W, Lu Q S 2002 Effect of Laser Irradiation (Beijing: National Defense Industry Press ) pp341—360 (in Chinese) [孙承伟, 陆启生 2002 激光辐照效应 (北京: 国防工业出版社) 第341---360页]

    [16]

    Varshni Y P 1967 Physica 34 149

    [17]

    Meyer J R 1978 Bull. Am. Phys. Soc. 23 328

    [18]

    Srinivasan K, Zhi G Y 2007 J. Appl. Phys 101 113104

    [19]

    Liu E K, Zhu B S, Luo J S 2009 Semiconductor Phys. (Beijing: Publishing House of Electronics Industry ) pp76 (in Chinese) [刘恩科, 朱秉升, 罗晋生 2009 半导体物理学 (北京: 电子工业出版社) 第76页]

    [20]

    Sadao A, Ji Z G 2009 Properties of GroupIV, II-V and II-VI Semiconductors (Beijing: Science Press ) pp113, 114 (in Chinese) [Sadao Adachi 著 季振国 译 2009 IV族, III-V 族和 II-VI 族半导体材料的特性(北京: 科学出版社)第113,114页]

  • [1]

    Bartoli F, Esterowitz L, Kruer M, Allen R 1977 Appl. Opt. 16 2934

    [2]

    Bartoli F J, Esterowitz L, Kruer M R, Allen R E 1975 Appl. Opt. 14 2499

    [3]

    Bartoli F, Esterowitz L, Allen R, Kruer M 1976 J. Appl. Phys. 47 2875

    [4]

    Xu X Y, Ye Z H, Li Z F, Lu W 2007 Acta Phys. Sin. 56 2882 (in Chinese) [徐向晏, 叶振华, 李志锋, 陆卫 2007 物理学报 56 2882]

    [5]

    HuWD, Yin F, Ye Z H, Quan Z J, Hu X N, Li Z F, Cheng X S, Lu W 2009 Acta Phys. Sin. 58 7891 (in Chinese) [胡伟达, 殷菲, 叶振华, 全知觉, 胡晓宁, 李志锋, 陈效双, 陆卫 2009 物理学报 58 7891]

    [6]

    Liu X Y, Ma W Q, Zhang Y H, Huo Y H, Zhong M, Chen L H 2010 Acts 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]

    [7]

    He Y X Jiang H M 2008 High Power Laser and Particle Beams 20 1233 (in Chinese) [贺元兴, 江厚满 2008 强激光与粒子束 20 1233]

    [8]

    Shen X C 2002 The Spectrum and Optical Properties of Semiconductor (Beijing: Science Press ) pp363, 467 (in Chinese) [沈学础 2002 半导体光谱和光学性质 (北京: 科学出版社) 第363,467页]

    [9]

    Li L, Lu Q S 2008 Acta Opt. Sin. 28 1953 (in Chinese) [李莉, 陆启生 2008 光学学报 28 1953]

    [10]

    Wang R, Si L, Lu Q S 2003 Laser & Infrared 33 335 (in Chinese) [王睿, 司磊, 陆启生 2009 激光与红外 33 335]

    [11]

    Li X Q, Cheng X A, Wang R 2003 China J. Laser. 30 1070 (in Chinese) [李修乾, 程湘爱, 王睿 2003 中国激光 28 1070]

    [12]

    Li X Q, Cheng X A, Wang R 2003 High Power Laser and Partial Beams 15 40 (in Chinese) [李修乾, 程湘爱, 王睿 2003 强激光与粒子束 15 40]

    [13]

    Ma L Q, Lu Q S 2006 High Power Laser and Partial Beams 18 201 (in Chinese) [马丽芹, 陆启生 2006 强激光与粒子束 18 201]

    [14]

    Ma L Q, Lu Q S, Du S J 2004 China J. Laser. 31 342 (in Chinese) [马丽芹, 陆启生, 杜少军 2004 中国激光 31 342]

    [15]

    Sun C W, Lu Q S 2002 Effect of Laser Irradiation (Beijing: National Defense Industry Press ) pp341—360 (in Chinese) [孙承伟, 陆启生 2002 激光辐照效应 (北京: 国防工业出版社) 第341---360页]

    [16]

    Varshni Y P 1967 Physica 34 149

    [17]

    Meyer J R 1978 Bull. Am. Phys. Soc. 23 328

    [18]

    Srinivasan K, Zhi G Y 2007 J. Appl. Phys 101 113104

    [19]

    Liu E K, Zhu B S, Luo J S 2009 Semiconductor Phys. (Beijing: Publishing House of Electronics Industry ) pp76 (in Chinese) [刘恩科, 朱秉升, 罗晋生 2009 半导体物理学 (北京: 电子工业出版社) 第76页]

    [20]

    Sadao A, Ji Z G 2009 Properties of GroupIV, II-V and II-VI Semiconductors (Beijing: Science Press ) pp113, 114 (in Chinese) [Sadao Adachi 著 季振国 译 2009 IV族, III-V 族和 II-VI 族半导体材料的特性(北京: 科学出版社)第113,114页]

  • [1] 张冷, 沈宇皓, 汤朝阳, 吴孔平, 张鹏展, 刘飞, 侯纪伟. 单轴应变对Sb2Se3空穴迁移率的影响. 物理学报, 2024, 73(11): 117101. doi: 10.7498/aps.73.20240175
    [2] 张冷, 张鹏展, 刘飞, 李方政, 罗毅, 侯纪伟, 吴孔平. 基于形变势理论的掺杂计算Sb2Se3空穴迁移率. 物理学报, 2024, 73(4): 047101. doi: 10.7498/aps.73.20231406
    [3] 柏文庆, 杨江涛, 杨翠红, 陈云云. 电磁场调制下的应变黑磷烯带间光电导. 物理学报, 2024, 73(13): 137803. doi: 10.7498/aps.73.20240445
    [4] 魏相飞, 何锐, 张刚, 刘向远. InAs/GaSb量子阱中太赫兹光电导特性. 物理学报, 2018, 67(18): 187301. doi: 10.7498/aps.67.20180769
    [5] 李卫胜, 周健, 王瀚宸, 汪树贤, 于志浩, 黎松林, 施毅, 王欣然. 二维半导体过渡金属硫化物的逻辑集成器件. 物理学报, 2017, 66(21): 218503. doi: 10.7498/aps.66.218503
    [6] 樊正富, 谭智勇, 万文坚, 邢晓, 林贤, 金钻明, 曹俊诚, 马国宏. 低温生长砷化镓的超快光抽运-太赫兹探测光谱. 物理学报, 2017, 66(8): 087801. doi: 10.7498/aps.66.087801
    [7] 白敏, 宣荣喜, 宋建军, 张鹤鸣, 胡辉勇, 舒斌. 压应变Ge/(001)Si1-xGex空穴散射与迁移率模型. 物理学报, 2015, 64(3): 038501. doi: 10.7498/aps.64.038501
    [8] 刘瑞兰, 王徐亮, 唐超. 基于粒子群算法的有机半导体NPB传输特性辨识. 物理学报, 2014, 63(2): 028105. doi: 10.7498/aps.63.028105
    [9] 董海明. 低温下二硫化钼电子迁移率研究. 物理学报, 2013, 62(20): 206101. doi: 10.7498/aps.62.206101
    [10] 陈小兰, 张耘, 冉启义. 掺铁铌酸锂晶体的光电导衰减特性研究. 物理学报, 2013, 62(3): 037201. doi: 10.7498/aps.62.037201
    [11] 骆杨, 段羽, 陈平, 臧春亮, 谢月, 赵毅, 刘式墉. 利用空间电荷限制电流方法确定三(8-羟基喹啉)铝的电子迁移率特性初步研究. 物理学报, 2012, 61(14): 147801. doi: 10.7498/aps.61.147801
    [12] 董占民, 孙红三, 许佳, 李一, 孙家林. 宏观长Ag2S纳米线簇的制备及其温度电导特性和光电导特性. 物理学报, 2011, 60(7): 077304. doi: 10.7498/aps.60.077304
    [13] 张金风, 王平亚, 薛军帅, 周勇波, 张进成, 郝跃. 高电子迁移率晶格匹配InAlN/GaN材料研究. 物理学报, 2011, 60(11): 117305. doi: 10.7498/aps.60.117305
    [14] 欧阳晓平, 李真富, 霍裕昆, 宋献才. 用于脉冲γ强度测量的φ60,1000μm PIN探测器. 物理学报, 2007, 56(3): 1353-1357. doi: 10.7498/aps.56.1353
    [15] 代月花, 陈军宁, 柯导明, 孙家讹, 胡 媛. 纳米MOSFET迁移率解析模型. 物理学报, 2006, 55(11): 6090-6094. doi: 10.7498/aps.55.6090
    [16] 张世斌, 孔光临, 徐艳月, 王永谦, 刁宏伟, 廖显伯. 微量硼掺杂非晶硅的瞬态光电导衰退及其光致变化. 物理学报, 2002, 51(1): 111-114. doi: 10.7498/aps.51.111
    [17] 欧阳晓平, 李真富, 张国光, 霍裕昆, 张前美, 张显鹏, 宋献才, 贾焕义, 雷建华, 孙远程. 电流型大面积PIN探测器. 物理学报, 2002, 51(7): 1502-1505. doi: 10.7498/aps.51.1502
    [18] 袁先漳, 裴慧元, 陆卫, 李宁, 史国良, 方家熊, 沈学础. Zn0.04Cd0.96Te中深能级的红外光电导谱研究. 物理学报, 2001, 50(4): 775-778. doi: 10.7498/aps.50.775
    [19] 张德恒, 刘云燕, 张德骏. 用MOCVD方法制备的n型GaN薄膜紫外光电导. 物理学报, 2001, 50(9): 1800-1804. doi: 10.7498/aps.50.1800
    [20] 李志锋, 陆 卫, 叶红娟, 袁先璋, 沈学础, G.Li, S.J.Chua. GaN载流子浓度和迁移率的光谱研究. 物理学报, 2000, 49(8): 1614-1619. doi: 10.7498/aps.49.1614
计量
  • 文章访问数:  7432
  • PDF下载量:  614
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-16
  • 修回日期:  2011-06-24
  • 刊出日期:  2012-02-05

/

返回文章
返回