量子阱紅外探測器高偏壓下特性的研究.pdf

1、紅外探測器在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。較之于目前居主導(dǎo)地位的碲鎘汞紅外探測器而言,量子阱紅外探測器的材料生長、器件制作工藝更成熟,適于制作大面陣探測器。同時III-V族材料組分容易控制和調(diào)節(jié),通過調(diào)節(jié)化合物的組分,可以比較容易的改變勢壘高度等參數(shù),進而可以調(diào)節(jié)探測波長,可以覆蓋三個主要的大氣窗口。因此量子阱紅外探測器在實現(xiàn)多色探測方面也有很大的優(yōu)勢。又較之于預(yù)期性能有望超過自己,但還沒有實用化的量子點紅外探測器而言,量子阱紅外探測器還有

2、諸多方面需要改進,以期獲得更好的性能。
　　本文針對高偏壓下量子阱紅外探測器的光電性能,從基礎(chǔ)的能級計算出發(fā),對光電流和暗電流的特性進行了理論和實驗兩個方面的探討,具體如下:
　　(1)從數(shù)值計算的角度對多量子阱結(jié)構(gòu)所形成的能級和超晶格所形成的微帶進行了理論計算。
　　(2)以GaAs和AlGaAs材料為對象,模擬了起主要作用的極化光學(xué)聲子散射和谷間散射,對于AlGaAs材料,還模擬了其重要的合金散射。之后針對量子阱結(jié)

3、構(gòu)在高偏壓下,可能產(chǎn)生的碰撞離化現(xiàn)象,從理論上推導(dǎo)了其碰撞離化率。進一步,還考慮了不同電場強度下,由于隧穿導(dǎo)致的碰撞離化率的增強。
　　(3)從實驗和理論兩方面細致研究了不同周期,不同勢壘材料的三種樣品在高偏壓下的光電流行為差異,建立了符合量子阱系統(tǒng)的碰撞離化理論模型,推導(dǎo)了倍增因子M與量子阱周期數(shù)N的關(guān)系隨俘獲幾率及離化系數(shù)變化的規(guī)律。
　　(4)總結(jié)了量子阱紅外探測器的暗電流的三種主要機理,以及研究暗電流的多種理論模型,