2012cb619200-g高性能近紅外ingaas探測材料基礎研究及其航天應用驗證

1、項目名稱：高性能近紅外高性能近紅外InGaAsInGaAs探測材料基礎研探測材料基礎研究及其航天應用驗證究及其航天應用驗證首席科學家：龔海梅龔海梅中國科學院上海技術物理研究中國科學院上海技術物理研究所起止年限：2012.12016.82012.12016.8依托部門：中國科學院中國科學院上海市科委上海市科委及其理論修正方法；高In組分多層異質(zhì)探測材料少數(shù)載流子輸運的物理過程，定量的少子輸運及光電轉化模型；基于能帶調(diào)控和結構設計的多層異質(zhì)

2、探測材料晶格質(zhì)量、失配應力、摻雜構型的改進方法。主要研究內(nèi)容包括：探索高In組分異質(zhì)探測材料緩沖層新結構，獲得寬帶隙InAlAs組分非單調(diào)變化及非線性遞變的緩沖層、改進界面特性的短周期數(shù)字遞變超晶格異質(zhì)界面過渡層和寬帶隙InAsP組分遞變緩沖層。研究緩沖層結構、應變與弛豫和晶格完整性對高In組分多層異質(zhì)外延材料能帶結構的影響，通過理論模擬數(shù)值分析方法研究不同材料體系和材料能帶結構對載流子輸運的影響，指導緩沖層物理結構設計包括晶格質(zhì)量、緩

3、沖層參數(shù)以及能帶結構優(yōu)化等；針對基于InGaAs光吸收層及以InxGa1xAs為基礎的近紅外探測材料體系的能帶結構和導帶價帶帶階進行研究與調(diào)控，分析異質(zhì)結構界面、失配應力、位錯、缺陷和摻雜情況對相關材料體系的能帶、光學和電學參數(shù)的影響，研究較大失配多層異質(zhì)材料界面能帶不連續(xù)性，利用界面量子結構調(diào)控界面能帶結構，分析失配應力、摻雜情況對多層異質(zhì)材料能帶結構的影響；研究不同材料體系和能帶結構對載流子輸運的影響，明確少數(shù)非平衡載流子產(chǎn)生、擴散

4、、復合的物理過程，完善定量的少子輸運及光電轉化模型和結構參數(shù)優(yōu)化模型，建立擴散系數(shù)、少子壽命、遷移率與材料結構設計、晶體質(zhì)量復合中心能級位置、摻雜濃度的關系，提出多層異質(zhì)探測材料組分、晶格質(zhì)量、失配應力、摻雜構型的改進要求。2、高探測靈敏度的亞波長結構光場增強和局域化物理機理采用薄層高In組分InGaAs材料作為吸收區(qū)可望降低器件的暗電流，但是InGaAs材料厚度的降低將帶來光吸收的減小和量子效率的降低。采用金屬亞波長結構與薄層InGa