近年来In As/Ga Sb Ⅱ类超晶格红外探测器引起了国内外各研究机构的广泛关注,大规模、高性能超晶格红外焦平面探测器发展迅速。但是该材料体系仍然存在一些不足,比如超晶格的吸收系数较低,导致探测器的量子效率较低。为了提高量子效率,一方面可以提高吸收区的厚度,但是这种方法面临着材料生长质量和扩散长度限制等问题;另一方面可以在探测器表面生长介质薄膜,通过减小表面反射率提高量子效率。由于超晶格吸收系数较低以及高掺In As Sb缓冲层的影响,去衬底后焦平面器件的响应光谱中会表现出明显的谐振腔振荡峰,这对探测器的光谱响应性能产生了极大的影响。因此,通过介质薄膜与探测器的结合来调控探测器的光谱响应和截止波长,同时提高其量子效率是实现高性能超晶格长波红外探测器的一个重要手段。尽管多层薄膜设计经过多年发展已经形成一套较为完善的体系,但是由于探测器内部的复杂结构,多层薄膜在探测器上的应用并不是简单的线性叠加,同时有关多层薄膜和长波红外探测器相结合的相关研究较少。因此,通过研究多层薄膜对超晶格长波红外探测器性能的影响来实现对探测器量子效率以及截止波长的调控是具有重要的价值和意义的。本课题以对Ⅱ类超晶格长波红外探测器的响应光谱进行调控为目的,首先通过建模仿真对超晶格红外探测器的参数进行了拟合,然后设计出了与探测器结合的不同薄膜体系,并对表面生长了不同薄膜的探测器进行了响应光谱的测试,最后对仿真和实验的结果进行了对比分析,对实验中产生的误差及做出了合理解释。主要研究内容如下:1.通过分析薄膜材料在实验中需要满足的折射率,吸收系数以及自身特性选择出合适的介质材料。根据In As/Ga Sb Ⅱ类超晶格红外长波焦平面探测器的结构,在Comsol软件中构建出相对应的物理模型,同时根据测试的实际条件对建模过程中的边界条件以及势场进行了优化,使得计算结果更具准确。在拟合探测器参数的过程中,首先通过分析未生长In As Sb缓冲层单元器件的仿真和实测响应光谱,确定了超晶格材料的折射率和吸收系数,由于后续的研究内容是在去除衬底的长波红外焦平面器件上实现薄膜和探测器的整体设计,因此要考虑到长波红外探测器中In As Sb缓冲层的影响,由于Si掺杂的影响其折射率以及吸收系数都很难确定。然后同样通过对比分析不同参数条件下生长了缓冲层的正入射器件的仿真和实测响应光谱曲线,确定了In As Sb缓冲层的折射率以及吸收系数。在进一步考虑到在去衬底的腐蚀过程中In As Sb缓冲层并不是和腐蚀液完全不发生化学反应,通过比较不同厚度In As Sb缓冲层条件下器件的仿真与实际测试得到的响应光谱,最终实现了对超晶格长波焦平面探测器在仿真中参数的拟合。2.在确定了超晶格长波探测器的参数后,分别进行了单层薄膜和多层薄膜与探测器结合的设计和仿真。通过仿真结果和实验目的的对比分析以及规律的总结,确定了后续实验需要的相关参数。同时为了验证仿真的结果,还设计了在衬底生长多层薄膜的实验。结果表明不论在Si还是Ga Sb衬底上,仿真结果和测试结果符合性都很好,器件表面透过率都有了很大提高。3.在器件表面生长了通过仿真设计出的薄膜结构,并对器件的响应光谱进行了测试。实验测得:在器件表面生长单层薄膜后,更多起到的是在特定波长降低反射的作用,对探测器响应光谱的截止波长以及整体响应强度没有太大的影响;在探测器表面生长双层薄膜后,其80K下50%截止波长从11.6μm调节到了12.5μm,峰值响应强度也有所提高;在表面生长三层薄膜后,其截止波长从11.6μm调节到了12.3μm,并且在12μm处响应强度提高了69%。然后对仿真与实际测试结果的误差原因进行了分析,主要从器件结构,工艺条件,以及仿真参数拟合几个方面解释。最后通过对比生长薄膜前后暗电流的变化,发现在反向小偏压的条件下会对器件暗电流产生一定的影响,可能是由应力以及生长过程中造成的缺陷引起的产生-复合电流导致的结果。