导读:本文包含了量子阱红外探测器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:量子,红外探测器,外延,分子,电流,哈密,电势。
量子阱红外探测器论文文献综述
孙伟业,邓军,何磊磊,杜欣钊[1]（2020）在《多量子阱红外探测器耦合光栅的新型制备工艺》一文中研究指出基于微米球刻蚀技术设计了一种制备多量子阱红外探测器(QWIP)表面二维光栅的新型工艺,通过改变微米球的直径可以为不同探测波长的QWIP制备表面二维光栅,有效降低了制备成本和技术难度。采用GaAs衬底作为实验片制作光栅、聚苯乙烯(PS)材质小球作为表面掩膜,对小球的单层排布、PS小球刻蚀和光栅的刻蚀等工艺进行了深入的实验研究,并得出了最优的工艺参数。制备出了具有良好均匀性和一致性的二维光栅结构。通过傅里叶光谱仪测得表面光栅的耦合波长为6～9μm。最后研究了不同工艺条件对耦合结果的影响,证实当光栅直径为PS球直径的0.74倍时获得的耦合效果最优。(本文来源于《微纳电子技术》期刊2020年01期）
王亮,杨微[2]（2019）在《碲镉汞红外探测器量子效率计算研究》一文中研究指出首先分析了量子效率计算的相关方法,然后分析红外碲镉汞探测器测试过程。对器件进行电学性能测试及光谱响应测试基础上,利用测试方法和测试数据计算出探测器产生的电子数。再将实际电子数与理论分析的光子数相比,计算出探测器对不同红外波段量子效率,最高可达66%,达到了国外同类型器件响应的量子效率指标。本文的研究为评价碲镉汞探测器的光电转换性能提供了一种有效的方法。(本文来源于《激光与红外》期刊2019年07期）
刘红梅,董丽娟,吕良宇[3]（2019）在《GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的设计》一文中研究指出随着探测领域的不断扩大和深入,人们对高性能量子阱红外探测器的需求也越来越迫切。为了解决这一问题,从量子阱红外探测器性能对探测器材料、结构的依赖作用入手,利用电磁仿真方法设计了5个周期的GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器。该探测器采用纵向层状叁明治结构,顶部和底部由n型掺杂的GaAs接触层构成,中间是5个周期的GaAs/AlGaAs量子阱复合层。结果表明,该量子阱探测器的最优探测波段为978 nm,而且在近红外波段该红外探测器的反射峰值随着量子阱阱宽的增大向低频方向移动,其最优阱宽为5 nm,为获得高性能量子阱红外探测器提供理论支持。(本文来源于《山西大同大学学报(自然科学版)》期刊2019年03期）
余昊楠,曹全君,唐伟伟,王林[4]（2019）在《导模共振集成量子阱红外探测器研究》一文中研究指出提出一种基于全介质导模共振增强量子阱红外探测器性能的方法,在7. 5～9. 0μm电磁波谱范围内,利用导模共振,在量子阱层形成波导模式和光场局域。该结构的损耗很低,使得量子阱激活层内的光子寿命很长,极大地增强了量子阱材料的吸收。通过优化器件参数,量子阱的吸收可达95%,远远高于基于金属等离激元原理增强量子阱器件的吸收。且该探测器对制作工艺有很高的容忍度。(本文来源于《航空兵器》期刊2019年03期）
刘洁[5]（2019）在《带间跃迁量子阱短波红外探测器的研究》一文中研究指出红外探测技术是人眼在更广阔电磁波段的补充和扩展,可以帮助人类探索未知宇宙,观察“黑暗”世界。从诞生至今,红外探测技术在各个领域都发挥着重要作用。其中,短波红外技术由于具有利用反射光成像和穿透雾、霾、尘的特性而获得了人们的广泛关注,并被逐渐应用至成像、遥感、光通信、气体监测和医学诊断等领域。,目前,市场上常见的短波红外探测器主要是基于InGaAS、HgCdTe、InSb和PbS等材料体系,其中最主要的当属InGaAs。通过生长高In组分的InGaAs体材料,InGaAs基短波红外探测器的波长得到了有效扩展。然而,在这个过程中,暗电流的抑制(为了获得较高的信噪比)变得极具挑战性。此外,研究表明,相比于传统短波红外探测技术,大于1.7 μm的扩展波长短波红外技术对夜间辐射和黑体辐射的响应更加宽泛。为此,对扩展波长短波红外探测器开展研究是十分有意义的工作。本课题组在前期研究中发现,在InGaAs/GaAs量子阱等多种材料体系中均存在着PN结对低维半导体中局域载流子的高效抽取作用,同时该现象被证实可用于材料吸收系数的提高。一般来说,低维半导体结构中较小带隙的材料可以实现更长波长的光吸收,带隙较大的材料可以保证器件较低的暗电流,而利用PN结的高效抽取作用则可以确保低维结构器件较高的量子效率和探测率。本论文通过选取不同的材料体系,实现了带间跃迁量子阱红外探测器(IQWIP)原型器件的首次制备及性能测试,从而在实验上验证了上述思路。考虑到GaAs基材料在材料生长和工艺加工方面都非常成熟,而InP基材料是目前光电子和微电子领域应用较广的材料体系,我们选取了这两种材料作为本论文研究的材料基础。由于GaAs基和InP基短波红外探测器都涉及InGaAs材料,我们首先研究了InGaAs单层膜的生长参数。通过生长温度、As压等对InGaAs晶体质量影响的研究,我们确定了该材料的最佳生长条件。另外,我们也对包含有InGaAs的PN结进行了参数的选取及优化,并得到了最优的PN结参数。基于InGaAs优化的结果,我们在GaAs衬底上制备了 20个周期的应变InGaAs/GaAs带间跃迁多量子阱近红外探测器原型器件。光谱响应测试结果表明器件的响应波长位于896nm。此外,根据905 nm激光器光电流测试的结果,我们得到:器件具有31%的外量子效率,1.43×1013 cm(?)的峰值探测率,9.52×10-7 A/cm2的暗电流密度(在-1 V处),以及3.7×104 cm-1的吸收系数。以上实验结果表明,PN结结合量子阱设计可以得到性能良好的红外探测器器件(这是实验上首次制备出IQWIP原型器件)。在上述基础上,我们又设计了 10个周期结构类似、有效吸收层厚度更小的InGaAs/GaAs带间跃迁量子阱红外探测器,其性能测试结果表明随着吸收层厚度减小,器件暗电流减小,材料吸收系数增大。利用GaAs基体系做了基本的验证之后,我们在更具实用性的InP基材料体系也做了进一步实验验证。通过能带计算,我们确定了对应于响应波长为1.8μμm的器件结构,并在InP衬底上生长了 10个周期的InAs/InGaAs(InGaAs/InAlAs)带间跃迁量子阱短波红外探测器原型器件。InAs/InGaAs器件响应光谱测试结果表明,该器件响应波长为1.92μm,外量子效率为32%,器件在-0.01 V处的暗电流密度为5.77×10-5 A/cm2,峰值探测率达到2.5×1010 cm(?)。根据整体的设计思路,PN结对低维半导体中的局域载流子具有高效抽取作用,因此在InAs/InGaAs的基础上,再加入InAlAs材料可以实现在不牺牲器件性能的条件下得到更低的暗电流。InAs/InGaAs/InAlAs带间跃迁复合量子阱红外探测器原型器件实现了 1.93 μm的波长响应,-0.01 V处的暗电流密度降低至1.14×10_6 A/cmcm2,峰值探测率维持在D*=1.81×1010cm(?),量子效率为23%。这些实验结果再一次验证了 PN结对局域载流子的高效抽取作用,也证明了基于PN结和量子阱结构可以制备出高性能的红外探测器,这对光电转换器件的结构设计有指导意义。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
王政[6]（2018）在《基于量子点红外探测器暗电流模型研究》一文中研究指出量子点红外探测器对比其他半导体光电探测器而言有很多优点。因此对于从理论上对量子点红外探测器进行研究是很有必要的,本文通过分析量子点激光器暗电流产生的原因,并对影响量子点红外探测器暗电流的原因进行了量化,建立了一个能表征量子点红外探测器暗电流的一个模型和算法并根据探测器的实际情况简化了该模型,通过对该模型的分析量子点红外探测器暗电流与温度、量子点密度和量子点侧面尺寸有关。(本文来源于《电子设计工程》期刊2018年23期）
方俊,孙令,刘洁[7]（2018）在《As元素分子态对InGaAs/AlGaAs量子阱红外探测器性能的影响》一文中研究指出对As_2和As_4两种不同分子态下利用分子束外延技术(MBE)生长的单层AlGaAs薄膜和GaAs基InGaAs/AlGaAs量子阱红外探测器(QWIP)的性能进行了研究,发现As2条件下生长的单层AlGaAs材料荧光强度更大、深能级缺陷密度更低;相对于As4较为复杂的吸附、生长机制引入的缺陷,在As2条件下生长的InGaAs/AlGaAs QWIP具有更低的暗电流密度、更好的黑体响应、更高的比探测率和更优异的器件均匀性。生长制备的InGaAs/AlGaAs QWIP在60K的工作温度、-2V偏压下,暗电流密度低至7.8nA/cm~2,光谱响应峰值波长为3.59μm,4V偏压下峰值探测率达到1.7×1011 cm·Hz1/2·W-1。另外,通过As元素的不同分子态下InGaAs/AlGaAs QWIP光响应谱峰位的移动可以推断出As元素的不同分子态也会影响In的并入速率。(本文来源于《半导体光电》期刊2018年05期）
王文鑫,贾华宇,李灯熬,吕玉祥,罗飚[8]（2018）在《量子阱红外探测器探测波长与掺杂关系研究》一文中研究指出文章利用理论模型研究了GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器(QWIP)中掺杂参数对探测器探测波长的影响,并借助2×2哈密顿方法计算了此模型的特征能态。通过将模拟结果与现有实验数据进行对比、分析可知,当掺杂浓度增加时,峰值归一化吸收率、吸收系数和响应度等呈非线性增大。同时还发现,在AlxGa1-xAs势垒中,Al的摩尔分数(x)增加时,子带间吸收能力增强,但吸收的峰值波长会向较短的波长方向移动,进而判定掺杂浓度是高性能QWIP设计的重要参数之一。(本文来源于《光通信研究》期刊2018年04期）
孙令[9]（2018）在《InAsSb/GaSb带间跃迁量子阱红外探测器研究》一文中研究指出红外探测技术发展至今,已经在社会生产和生活、科学研究,尤其是国防军事等领域得到了广泛应用。伴随着半导体工业的进步和发展,以碲镉汞材料为代表的光子型红外探测器凭借着响应速度快、灵敏度高等优点在红外制导、侦察、遥感等方面发挥着不可替代的作用。光子型红外探测发展的核心目标是不断寻求更高信噪比的光响应,为此需要在持续提升光电转换量子效率的同时,不断抑制暗电流。而为了达到抑制暗电流的目的,需要为光子型红外探测器配备一套低温制冷设备,这不仅提高了生产成本,也大大限制了红外探测器的应用范围和使用寿命。所以,寻找可以在较高温乃至是室温条件下工作的光子型红外探测器材料一直是红外探测领域的研究热点。本课题组在近期研究中发现,InGa As/Ga As量子阱、InAs/GaAs量子点、InGaN/GaN量子阱等低维结构中的受限光生载流子受pn结调制会产生高效抽取现象,且抽取效率高达90%以上。虽然产生该现象的内在物理机制还有待进一步研究,但是其所表现出来的受限光生载流子的高效抽取行为为设计新型的光电探测器提供了全新的思路,有可能制备出更高信噪比、更高工作温度和更长响应波长的红外探测器。在此工作的基础上,本文选择InAsSb/GaSb量子阱这一全新的材料体系作为研究对象,开展InAsSb/GaSb带间跃迁量子阱红外探测器(IQWIP)的相关研究,目标为实现3~5μm波段高温工作红外探测提供实验和理论基础。首先,从GaSb和InAsSb单层薄膜的生长出发,确定了GaSb脱氧化膜的合适条件,通过在Ga As衬底上生长掺Te的GaSb薄膜确定了GaSb中的n型掺杂浓度,得到了适合GaSb生长的最佳V/III比为9。确定了InAsSb材料的最佳生长温度为430℃。研究了生长InAsSb和GaSb的界面层时,As束流保护的时间长短对多量子阱材料生长的影响,解决了多量子阱材料生长过程中InAsSb和GaSb交替生长时的快门切换问题。As束流存在的时间越短,越有利于InAsSb量子阱的生长。得到了晶格匹配的InAsSb/GaSb量子阱材料,XRD测量结果表明InAsSb中的Sb组分为0.084,样品表面平整,2μm×2μm范围内的表面粗糙度(RMS)为1.59?。生长应变InAsSb/GaSb量子阱材料时,通过加大生长InAsSb量子阱时Sb束流的方法,得到了Sb组分为0.3的InAsSb量子阱材料。然后,利用有效质量近似方法对InAsSb/GaSb量子阱进行了能带计算,由于量子限制效应使得量子阱中的能级产生分立,5 nm宽的InAs_(0.91)Sb_(0.09)中可容纳电子的最低能级从价带底位置的-0.252 eV升高到了E_1位置的-0.051 eV,导致对应的跃迁波长从4.42μm缩短为2.35μm,随后的实验结果验证了计算结果的正确性。通过一系列的器件工艺过程,将生长的InAsSb/GaSb多量子阱材料制成了红外探测器原型器件。光谱响应测试结果表明,该器件在室温条件下的响应波长在2.1μm附近,与计算结果基本吻合。在-0.5 V偏压下,器件的峰值响应率为0.4A/W,在无增透膜的条件下,峰值量子效率可达23.8%。在室温条件下,偏压分别为-0.4 V和0 V时,器件的暗电流分别为6.05×10~(-3) A/cm~2和3.25×10~(-5) A/cm~2,峰值探测率为6.91×10~(10) cm Hz~(1/2)/W。根据能带计算结果发现:在InAsSb/GaSb材料体系中,量子阱中的E_1能级一定要比势垒的价带能级高,才有可能测量到从量子阱价带能级到E_1能级的带间跃迁。然后以此结论为基础探索了扩展InAsSb/GaSb带间跃迁量子阱红外探测器响应波长的方法。一是在保持InAsSb量子阱宽度不变的情况下增加InAsSb中的Sb组分,由于材料的生长难度增大,目前实验上只能将波长扩展到2.55μm;二是增大InAsSb量子阱宽度(10 nm和15 nm),试图降低量子限制的影响,从而降低E_1能级位置;但是该方法会导致E_1能级低于势垒的价带,从而导致测不到光谱响应;第叁种方法是在增大InAsSb量子阱宽度(10 nm)和Sb组分(0.3)的同时,用AlSb做势垒层,从而得到了响应波长在3.03μm的原型器件(78 K),成功地将器件的探测波长扩展到了中波红外波段。这些计算和实验结果对将来寻找更合适的材料和生长条件具有重要的指导意义。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2018-06-01）
方俊[10]（2018）在《As分子态对InGaAs/AlGaAs量子阱红外探测器性能的影响》一文中研究指出GaAs基QWIP由于具有优异的材料均匀性、灵活的能带剪裁以及成熟的生长制备工艺等优势在红外探测领域具有广泛的应用前景,但传统的GaAs/AlGaAs材料体系由于能带结构的限制,响应波长往往局限于长波以及甚长波区域,采用InGaAs/AlGaAs材料体系,通过合理的能带设计很容易实现中波红外(3-5μm)的成像和探测。然而InGaAs/AlGaAs材料体系由于InGaAs和AlGaAs的最优生长温度窗口相差巨大以及InGaAs和Al GaAs之间存在晶格失配等因素,高质量的InGaAs/AlGaAs量子阱材料比较难以制备。此外As元素分子态对InGaAs/AlGaAs QWIP基本性能的影响目前还没有人进行过系统的研究。作为一种非常容易调节的手段,As源裂解区温度的改变如果能改善GaAs基QWIP材料的性能,比如减小器件的暗电流、提高比探测率等,这将对量子阱红外探测器领域具有非常重要的意义。本文主要从这两个方面着手进行研究。通过生长叁个不同温度下的AlGaAs量子阱样品,InGaAs量子阱层生长温度都固定在460℃;AlGaAs势垒层生长温度分别选取了460℃、500℃、540℃,并进行了高分辨XRD和AFM表征,得到的结论如下:随着AlGaAs层生长温度的升高,叁个样品(004)面-1级卫星峰的半高宽(FWHM)逐渐下降,但是表面粗糙度先减小后增大。对此我们解释为当AlGaAs层生长温度为460℃时,AlGaAs层晶体质量并不是很好,所以半高宽比较大。当AlGaAs层生长温度为500℃时,AlGaAs层晶体质量变得更好,并且InGaAs层处于弹性弛豫过程,所以半高宽变小,粗糙度降低。当AlGaAs层生长温度为540℃时,虽然能改善AlGaAs层晶体质量,但是InGaAs层产生大量的缺陷,使整个界面质量变差,粗糙度也最大。在已经初步优化好的InGaAs/AlGaAs量子阱材料基础上,我们通过改变As源裂解区温度(600℃、800℃、900℃),生长了不同As元素分子态条件下InGaAs/AlGaAs QWIP样品,并通过后续的表征发现As_2模式下生长的单层AlGaAs材料具有更强的荧光强度、更少的深能级缺陷密度,在As_2条件下生长的InGaAs/AlGaAs QWIP具有更低的暗电流水平、更好的黑体响应和更高的比探测率,并且器件的均匀性也更优异。这是由于As_4条件下更为复杂的吸附生长机制导致材料缺陷密度更大,从而发光强度更弱,暗电流密度更大。我们制备的InGaAs/AlGaAs QWIP取得了很低的暗电流密度,在峰值波长位于3-4μm的情况下得到了较高的比探测率。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2018-06-01）
量子阱红外探测器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
首先分析了量子效率计算的相关方法,然后分析红外碲镉汞探测器测试过程。对器件进行电学性能测试及光谱响应测试基础上,利用测试方法和测试数据计算出探测器产生的电子数。再将实际电子数与理论分析的光子数相比,计算出探测器对不同红外波段量子效率,最高可达66%,达到了国外同类型器件响应的量子效率指标。本文的研究为评价碲镉汞探测器的光电转换性能提供了一种有效的方法。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
量子阱红外探测器论文参考文献
[1].孙伟业,邓军,何磊磊,杜欣钊.多量子阱红外探测器耦合光栅的新型制备工艺[J].微纳电子技术.2020
[2].王亮,杨微.碲镉汞红外探测器量子效率计算研究[J].激光与红外.2019
[3].刘红梅,董丽娟,吕良宇.GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的设计[J].山西大同大学学报(自然科学版).2019
[4].余昊楠,曹全君,唐伟伟,王林.导模共振集成量子阱红外探测器研究[J].航空兵器.2019
[5].刘洁.带间跃迁量子阱短波红外探测器的研究[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2019
[6].王政.基于量子点红外探测器暗电流模型研究[J].电子设计工程.2018
[7].方俊,孙令,刘洁.As元素分子态对InGaAs/AlGaAs量子阱红外探测器性能的影响[J].半导体光电.2018
[8].王文鑫,贾华宇,李灯熬,吕玉祥,罗飚.量子阱红外探测器探测波长与掺杂关系研究[J].光通信研究.2018
[9].孙令.InAsSb/GaSb带间跃迁量子阱红外探测器研究[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2018
[10].方俊.As分子态对InGaAs/AlGaAs量子阱红外探测器性能的影响[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2018
论文知识图
