室温半导体红外光电探测器研究进展

室温工作将为光子型红外探测开辟更广泛的应用,系统整理和分析了从近红外到长波红外的III–V族及Ⅱ-Ⅵ族半导体探测器的室温性能,讨论不同材料体系和器件结构的室温暗电流机制。其中InAs/GaSb等二类超晶格的短周期带间级联结构以及HgCdTe抑制俄歇过程的方案在提升中长波红外室温探测性能方面都显示出了独特的优势。这些电子学结构的设计与近年来亚波长光子结构增强耦合、降低暗电流的新进展相结合,有望实现近室温工作的高灵敏红外探测。

纳米线阵列高效太阳能转换的原理和研究进展

首先从热力学角度讨论减少太阳能光伏结构效率损失特别是光学熵损失的原理和途径然后介绍半导体纳米线阵列在降低材料使用率的同时有效实现陷光和降低发射角的结构设计其中由直径渐变纳米线形成的非周期阵列具有可见到近红外宽波段的导模共振陷光能力同时极低的发射角大幅度地抑制了自发辐射引起的光子损失成为有望突破 Shockley Queisser 转换效率极限的光伏结构.

平面型InGaAs探测结构中p型杂质的二维扩散行为研究

在平面型InGaAs P-i-N短波红外探测结构中,p型杂质在材料中纵向和横向的扩散是决定pn结位置及其光电性能的主要因素,本文采用扫描电容显微方法(SCM)获得了扩散成结InGaAs/InAlAs像元剖面的二维载流子分布,从而实现对不同扩散条件下pn电场结的精确定位和分析。此外,对于InGaAs/InP探测器,SCM测量揭示了Zn杂质在各功能层中扩散行为的显著差异。在InGaAs吸收区中,Zn的侧向扩散速度是深度方向的3.3倍,远高于其在n-InP帽层中0.67的侧向与深度扩散比,这将对光敏元的边缘电容以及暗电流特性产生影响。

低占空比红外增强吸收的量子阱微柱阵列

为了提高长波红外量子阱探测器的光耦合效率和信噪比,以8.7μm为中心波长,设计和制备了量子阱亚波长微柱阵列结构。与已经报道的金属或介质微腔结构不同,本文的微柱结构有源区包含50周期的量子阱/垒层,结合低至0.18的占空比,可望在增强吸收的同时显著抑制暗电流。红外光谱测量验证了制备的微柱阵列在8~9μm波段8%以内的低反射率特征,从而为高工作温度、高信噪比的长波红外探测提供了新方案。