量子阱紅外探測(cè)器高偏壓下特性的研究.pdf

1、紅外探測(cè)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(cè)器而言,量子阱紅外探測(cè)器的材料生長(zhǎng)、器件制作工藝更成熟,適于制作大面陣探測(cè)器。同時(shí)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(shì)壘高度等參數(shù),進(jìn)而可以調(diào)節(jié)探測(cè)波長(zhǎng),可以覆蓋三個(gè)主要的大氣窗口。因此量子阱紅外探測(cè)器在實(shí)現(xiàn)多色探測(cè)方面也有很大的優(yōu)勢(shì)。又較之于預(yù)期性能有望超過自己,但還沒有實(shí)用化的量子點(diǎn)紅外探測(cè)器而言,量子阱紅外探測(cè)器還有

2、諸多方面需要改進(jìn),以期獲得更好的性能。
　　本文針對(duì)高偏壓下量子阱紅外探測(cè)器的光電性能,從基礎(chǔ)的能級(jí)計(jì)算出發(fā),對(duì)光電流和暗電流的特性進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面的探討,具體如下:
　　(1)從數(shù)值計(jì)算的角度對(duì)多量子阱結(jié)構(gòu)所形成的能級(jí)和超晶格所形成的微帶進(jìn)行了理論計(jì)算。
　　(2)以GaAs和AlGaAs材料為對(duì)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(duì)于AlGaAs材料,還模擬了其重要的合金散射。之后針對(duì)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(jìn)一步,還考慮了不同電場(chǎng)強(qiáng)度下,由于隧穿導(dǎo)致的碰撞離化率的增強(qiáng)。
　　(3)從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面細(xì)致研究了不同周期,不同勢(shì)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(cè)器的暗電流的三種主要機(jī)理,以及研究暗電流的多種理論模型,