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GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器(QWIPs)是近二十年来迅速发展起来的一种新型红外探测器,它利用GaAs和AlxGa1-xAs形成的势阱的子带间吸收机制,由于能带结构可精确设计从而能获得指定的光谱响应,加之成熟的生长工艺和器件工艺,使得GaAs/AlGaAs QWIPs尤其适合制作8-14um长波范围的大面阵探测器。
针对常规GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器存在的光电流小、暗电流大、响应速度低等问题,我们提出了新型光电流逐级增强GaAs/AlGaAs量子阱红外探测机制。本文从理论上对新结构进行了仔细的分析,论文的主要内容概况如下:
1.介绍了红外探测器的发展历程和GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的国内外发展现状,简单陈述了红外探测器的应用和常规GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器存在的不足之处。
2.利用MBE外延生长样品,利用PL谱测量得出结果来反映外延生长的质量,经过一系列的工艺加工成器件,通过测试系统测量出样品的噪声电压、信号电压、探测率、光响应谱。
3.对新型GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的工作机制及其优越性进行了仔细的分析,计算和模拟出器件的最佳外加偏置周期电压和量子阱中的能级随器件结构参数的变化。
4.对常规GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的暗电流产生机理进行了分析,介绍了计算暗电流的模型,同时对新型结构GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的暗电流进行了分析计算,指出器件结构参数对暗电流的影响情况
5.理论计算和模拟出外加偏置电压在器件结构中的压降分布,分析了器件中光激发电子作弹道输运时的输运速度,介绍了半导体中的主要散射机制及其对迁移率的影响,计算和模拟了新型结构量子阱红外探测器单周期和多周期的电子输运速度。