As分子态对InGaAs/AlGaAs量子阱红外探测器性能的影响

发布时间：2021-04-25 08:24

　　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。通过生长三个不同温度下的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... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的性质
        1.2.1 晶体结构
        1.2.2 能带结构
        1.2.3 光电特性
    1.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体光电子器件
        1.3.1 红外探测器
        1.3.2 太阳能电池
        1.3.3 发光二极管
        1.3.4 半导体激光器
    1.4 本论文的主要研究内容
第二章 材料生长设备及测试方法
    2.1 分子束外延
        2.1.1 引言
        2.1.2 分子束外延设备
        2.1.3 分子束外延的生长原理
    2.2 测试方法简介
        2.2.1 高分辨X射线衍射仪
        2.2.2 扫描电镜
        2.2.3 光致发光测试系统
    2.3 本章小结
第三章 InGaAs/AlGaAs量子阱材料的生长研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 高分辨XRD表征
        3.3.2 表面形貌分析
    3.4 本章小结
第四章 As元素分子态对InGaAs/AlGaAs量子阱红外探测器性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 材料生长
        4.2.2 器件制备
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 光致荧光
        4.3.2 暗电流
        4.3.3 黑体响应
        4.3.4 光谱响应
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
个人简历及发表文章目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率激光器及其发展[J]. 王狮凌,房丰洲.  激光与光电子学进展. 2017(09)
[2]Advantages of QWIP technology in infrared thermal cameras[J]. Eric Belhaire,Régis Pichon.  应用光学. 2017(02)
[3]红外探测技术在军事上的应用[J]. 王力民,张蕊,林一楠,徐世录.  红外与激光工程. 2008(S2)
[4]GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器特性非对称性分析[J]. 李娜,李宁,陆卫,袁先漳,李志锋,窦红飞,刘京郊,沈学础,金莉,李宏伟,周均铭,黄绮.  红外与毫米波学报. 2001(06)
[5]GaAs/AlxGa1-xAs量子阱能级结构设计与光谱分析[J]. 李娜,袁先漳,李宁,陆卫,李志峰,窦红飞,沈学础,金莉,李宏伟,周均铭,黄绮.  物理学报. 2000(04)

博士论文
[1]InAs/GaAs量子点中载流子输运特性及在光电器件领域的应用[D]. 王文奇.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2017



本文编号：3159053