概括
这项研究设计了新型的红外光探测器,使用抗氧化物超级网来提高性能. 模拟显示了对长波和非常长波红外探测的有希望的结果,具有低暗电流和高探测能力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光电学是指光电子产品.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 抗化物超级网提供可调节的能量波段和高电子流动性,使它们成为先进红外光探测器的理想选择.
- 第三代红外光探测器需要具有优良统一性和性能特性的材料.
研究的目的:
- 设计和模拟使用M结构超网 (M-SL) 的长波红外 (LWIR) 和非常长波红外 (VLWIR) 光探测器.
- 通过工程能量频段在不同温度下评估这些光电探测器的性能.
主要方法:
- 在光探测器设计中利用M结构超网格 (M-SL) 作为吸收层和屏障层.
- 采用能量频段工程原理来定制材料特性.
- 模拟光电探测器性能,包括暗电流,量子效率和正常检测能力,在低温温度 (77K).
主要成果:
- 优化的LWIR光探测器 (11.1μm切断) 实现了1×10−8 A/cm2的暗电流,量子效率为20.85%,并在77K时实现了4.78×1011 cm·Hz1/2/W的正常检测能力.
- VLWIR光探测器 (16.7 μm切断) 显示了1×10−6 A/cm2的暗电流,量子效率为16.77%,在77K时的正常检测能力为3.09×1010 cm·Hz1/2/W.
- 尽量减少格子不匹配对于抑制暗电流至关重要.
结论:
- 对于设计高性能LWIR和VLWIR光探测器而言,M结构超级网格是有效的.
- 模拟设备显示出具有竞争力的性能指标,特别是在77K.
- 能量频段工程和仔细的材料选择是推动红外光电探测器技术发展的关键.
