带间级联红外探测器的光电流输运与量子效率研究

• Published in: 红外与毫米波学报 Vol. 42; no. 6; pp. 716 - 723
• Main Authors: 白雪莉, 柴旭良, 周易, 朱艺红, 梁钊铭, 徐志成, 陈建新
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 上海科技大学 信息科学与技术学院,上海 201210%中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083 2023; 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院,浙江 杭州 310024; 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院,浙江 杭州 310024%中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083%中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083; 上海科技大学 信息科学与技术学院,上海 201210; 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
• Subjects: quantum efficiency; interband cascade infrared photodetector; type-Ⅱ InAs/GaSb superlattice; 带间级联探测器; 量子效率; electrical gain; InAs/GaSb Ⅱ类超晶格; 电子增益
• ISSN: 1001-9014
• DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.06.002

TN303; 带间级联红外探测器可以利用多级吸收区级联的方式实现高的工作温度,但不同的吸收区厚度设计方式会使得器件在不同级数吸收区中出现光生载流子的不匹配现象,从而对器件量子效率造成影响.为更好地理解带间级联探测器的级数和吸收区厚度对量子效率的影响,对基于InAs/GaSb Ⅱ类超晶格的带间级联探测器进行了变温测试,并基于多级光电流的"平均效应"建立了工作在反向偏置电压的量子效率计算模型,通过与实际测试的量子效率对比,发现在低温条件下实验数据和计算结果拟合一致性较好,验证了多级带间级联探测器中基于内增益机制的光电流平均效应.但在高温条件下,实际的光电流低于"平均效应"的理论计算结果,这可能是由于高温下少数载流子寿命变短,在吸收区和弛豫区界面处存在光生载流子的复合机制.