量子效率提升使用扩展SWIR类型II超网格nBn光探测器上的光子捕捉结构

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.
• 红外探测 红外探测 红外探测

背景情况:

• 类型II超级网格 (T2SL) 材料为扩展短波长红外 (eSWIR) 检测提供了替代方案.
• 传统的T2SL光探测器由于量子效率低而面临限制.
• 在各种应用中对eSWIR检测的需求不断增长,需要提高性能.

研究的目的:

• 为了提高eSWIR T2SL光探测器的量子效率.
• 为了研究光子捕捉结构的有效性,以改善光吸收.

主要方法:

• 通过晶圆粘合实现了光子捕捉结构的实现,上面配有衍射和底部反射金属层.
• 用光学测量来比较量子效率与传统的光电探测器.
• 有限差异时间域 (FDTD) 模拟用于电场分析和光学共振.

主要成果:

• 在波长范围1.7-2.5μm的光子捕捉光探测器中,观察到量子效率的平均改善为77.2%.
• FDTD模拟显示了增强的电场分布和光学共振.
• 光子捕捉结构有效地增加了活性区域内的光路径长度.

结论:

• 光子捕捉结构显著提高了eSWIR T2SL光探测器中的量子效率.
• 法布里-佩罗和引导模式共振的协同效应有助于观察到的增强.
• 这种方法为推进eSWIR检测技术提供了一个可行的策略.