用自组织量子点纳米结构制造的红外光电探测器

对于新一代光电子器件的设计,Ⅲ-Ⅴ族半导体导带或者价带中次能带间的载流子跃迁很重要。这些跃迁已被成功地用以演示新型红外激光器和探测器的操作。本文讨论量子点纳米结构中的次能带间跃迁在红外探测器方面的应用。在我们的研究工作中,量子点结构允许探测垂直入射的光。这种结构很有希望用于未来的焦平面列阵的设计,未来的焦平面列阵不需要用光栅结构把入射光散射成正确的偏振光以便通过次能带间的跃迁将其探测出来。本文中的量子点红外光电探测器也呈现出一种本征光伏效应。我们在低温(40 K)下演示了这种探测器的光导和光伏操作方式,在偏压低于0.5V时获得的响应率约为数十mA/W。在以光伏方式或者光导方式操作的器件中,测得的探测率范围为2×10~8cmHz^(1/2)/W至7×10~9cmHz^(1/2)/W。通过实验已经证明,量子点结构能够探测9μm至13μm波段的红外辐射。