InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料及器件研究

摘要

锑化物InAs/GaSb二类超晶格材料具有二型能带结构,电子有效质量大,俄歇复合率低,波长调节范围大(约2-30微米),在高性能制冷型红外探测器领域具有重要应用. 本文阐述了在分子束外延生长锑化物二类超晶格红外探测材料与器件研究方面的进展，已经生长出质量极高的超晶格材料，并且研制成功短波、中波、长波、甚长波及窄带双色红外探测器器件。中波、长波及甚长波p-i-n型器件结构的X射线双晶衍射卫星峰半宽分别为20,17和21弧秒，表明生长的材料具有极高的质量。中波器件在77K温度下50%截止波长为4.8微米;长波器件在77K温度下50%截止波长为9.6微米，峰值响应率为3.2A/W,p-i-n型器件结构X射线双晶衍射卫星峰半宽只有17弧秒，材料质量为目前世界上已有报道中最好结果;甚长波器件在77K温度下的50%截止波长为14.5微米，p-i-n型器件结构X射线双晶衍射卫星峰半宽只有21弧秒，材料质量为目前世界上已有报道中最好结果;成功研制出通过改变偏压极性实现双色探测的窄带型长波/甚长波InAs/GaSb二类超晶格红外探测器器件，此器件在77K温度下50%截止波长分别为10和16微米，响应谱属于窄带型，两个响应带的光学串音只有约10%。