非均匀GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器材料表征和器件性能研究

TN215; 本文利用分子束外延(MBE)技术成功生长了GaAs/AlGaAs 非均匀量子阱红外探测器材料,并对相关微结构作了细致表征.分析比较了非均匀量子阱结构和常规量子阱红外探测器性能差异,并对比研究了不同势阱宽度下非均匀量子阱红外探测器的性能变化.通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)结合能谱仪(EDS)对非均匀量子阱红外探测器材料微结构进行了分析,并利用二次离子质谱仪(SIMS)对非均匀势阱掺杂进行了表征.结果表明,该量子阱外延材料晶体质量很好,量子阱结构和掺杂浓度也与设计值符合较好.对于非均匀量子阱红外探测器,通过改变每个阱的掺杂浓度和势垒宽度,可以改变量子阱电场分布,而与传统的均匀...

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Published in红外与毫米波学报 Vol. 43; no. 1; pp. 7 - 14
Main Authors 苏家平, 周孝好, 唐舟, 范柳燕, 夏顺吉, 陈平平, 陈泽中
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083%中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083%上海理工大学 材料与化学学院,上海 200093 2024
上海理工大学 材料与化学学院,上海 200093
Subjects
secondary ion mass spectroscopy
dark current
非均匀
high resolution transmission electron microscope
二次离子质谱
高分辨电镜
暗电流
量子阱
quantum well infrared photodetector
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ISSN1001-9014
DOI10.11972/j.issn.1001-9014.2024.01.002

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Summary:TN215; 本文利用分子束外延(MBE)技术成功生长了GaAs/AlGaAs 非均匀量子阱红外探测器材料,并对相关微结构作了细致表征.分析比较了非均匀量子阱结构和常规量子阱红外探测器性能差异,并对比研究了不同势阱宽度下非均匀量子阱红外探测器的性能变化.通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)结合能谱仪(EDS)对非均匀量子阱红外探测器材料微结构进行了分析,并利用二次离子质谱仪(SIMS)对非均匀势阱掺杂进行了表征.结果表明,该量子阱外延材料晶体质量很好,量子阱结构和掺杂浓度也与设计值符合较好.对于非均匀量子阱红外探测器,通过改变每个阱的掺杂浓度和势垒宽度,可以改变量子阱电场分布,而与传统的均匀量子阱红外探测器相比,其暗电流显著下降(约一个数量级).在不同阱宽下,非均匀量子阱的跃迁模式发生改变,束缚态到准束缚态跃迁模式下(B-QB)的器件具有较高的黑体响应率以及较低的暗电流.
ISSN:1001-9014
DOI:10.11972/j.issn.1001-9014.2024.01.002