量子阱红外探测器峰值探测波长的精确设计与实验验证

第３１卷第６期

红外与毫米波学报

Ｖ０１．３１．Ｎｏ．６２０１２年１２月

Ｊ．Ｉｎ行ａｒｅｄ

Ｍｉｌｌｉｍ．Ｗａｖｅｓ

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ．２０１２

文章编号：１００１—９０１４（２叭２）０６—０４８１一０６

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量子阱红外探测器峰值探测波长的精确设计与实验验证

金巨鹏，

刘

丹，

陈建新，林春

（中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室，上海２０００８３）

摘要：采用单能带电子有效质量近似（ＥＭＡ）和波包函数近似（ＥＦＡ）模型，考虑了能带非抛物线性等高阶因素，并利用投试法求解薛定谔方程，计算了准确设计峰值探测波长的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱探测器结构参数．基于计算结果，用分子束外延（ＭＢＥ）方法生长了设计峰值波长为８仙ｍ的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱材料，进而制备了单元器件，并测试了，－Ｉ，曲线、光谱响应和探测率．Ｌｙ曲线的良好对称性显示了材料生长与器件制备工艺的质量，光谱响应曲线表明器件实际的峰值探测波长为７．９６～７．９８“ｍ，与设计预期值吻合．

关键词：量子阱红外探测器；ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ；峰值波长；光谱响应；能带非抛物线性

中图分类号：０４７２＋．３，０４７１．５

文献标识码：ＡｍｕｌｔｉｂａｎｄｄｅｔｅｃｔＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

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Ｒ卵ｅｉｖｅｄｄａｔｅ：２０１１．０６．１７．ｒｅｖｉｓｅｄｄａｔｅ：２０１２－０３一０１

收稿日期：２０１１一０３－１９，修回日期：２０１２—０３一０１

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图１

缔镉汞探测器与量子阱红外探测器不同的红外吸

收机理示意图

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ｃｕｍｂｅｒｓｏｍｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ

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ｅｎｅｒｇｙ

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Ｖｅｒｙ

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Ｗｈｅｎｅｌｅｃｔｒｏｎ

ｅｎｅｒｇｙ

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ｂｅｃｏｍｅｓ

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１．

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ｂｙｔｈｅｆｏｒｎｌｕｌａｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙＹ．Ｈｉｒａｙａｍａｅｔ．ａ】ｓｉｎｃｅｉｔｓｓｉｍｐｌｉｃｉｔｙ

ｔｏ

ｉｎｃｌｕｄｅｉｎｔｏｔｈｅｓｈｏｏｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｃａｌｃｕｌａ—

ｔｊｏｎ。引．Ｔｈｅｅｆ玷ｃｔｊ、ｒｅｍａｓｓ

ｐａｒａｍｅｔｅｒｗａｓｅｘｐｒｅｓｓｅｄｉｎｔｈｅ

ｆ０瑚ｏｆｍ＋（Ｅ）＝ｍ＋（０）［１＋０［（Ｅ—ｙ）］，ｗｈｅｒｅ

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＝［１一ｍ＋（０）／，ｎｏ］２／Ｅｇ，ｉｎｓｔｅａｄ

ｏｆｔｈｅｐａｒａｂｏｌｉｃ

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１ａｔｉｏｎｇｉｖｅｎｂｙＥ＝方２艮２／２ｍ＋．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｗｅｍａｄｅｔｈｅｉｔ．

ｅｒａｔｉｏｎ

ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ

ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ

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ｎｏｎｐａｒａｂｏｌｉｃｉｔｙ

ｗｉｔｈＭａｔＩ．ａｂ．１．２

ＤｅｖｉｃｅｄｅｓｉｇｎＡｓａ

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ＱＷ伊ｗｉ儿

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ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｆｋＩｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｘｃｉｔｅｄｓｔａｔｅ

ａｎｄ

ｇｒｏｕｎｄ

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ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｐｅａｋｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ

ｔｏ

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ｗｅｌｌｗｉｄｔｈ

ａｎｄｂａ而ｅｒｈｅｉｇｈｔｆｂｒ

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ｇｉｖｅｎｐｅａｋａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ

ｗａｖｅ．

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ｃａｎ

ｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．

Ｗｅｍａｄｅ

ａ

ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＧａＡｓ／Ａ１．

ＧａＡｓ

ＱＷＩＰ

ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｓｓｈｏｗｅｄｉｎＦｉｇ．２，ｗｈｅｒｅ

ｔｈｅｓｔｒｏｎｇｒｅｄｌｉｎｅ

ｄｉｓｐｌａｙｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｍｂｉｎａ．

ｔｉｏｎｏｆｗｅｌｌｗｉｄｔｈａｎｄ

ｂａ耐ｅｒｈｅｉｇｈｔｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎ

ｗａｖｅ．

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ｔｏ

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Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ

ｐａｒ啪ｅｔｅｒｓ

ａｎｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ

ｗａｖｅｌｃｎｇｌｌｌ

Ｆｉｇ．

２

０ｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｍｂｉｎａｄｏｎｓｏｆｗｅｌｌｗｉｄｍａＩｌｄｂａｒｒｉｅｒｆｏｒ

ｐｅａｋｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗａＶｅｌｅｎｇｔｌｌｆｂｒ７ｔｏ１６“ｍ

图２

峰值探测波长从７到１６肛ｍ的最佳阱宽与势垒的组合Ｗｅｄｅｓｉｇｎ６ｄｔｈｅ

ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

ｏｆ

ａ

ＱＷＩＰ

ｗｉｔｈ

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ｐｅａｋｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗａＶｅｌｅｎｇｔｈｏｆ８斗ｍ．ＴｈｅｗｅｌｌａｎｄＡｌｆＩａｃｔｉｏｎ

ａＩ－ｅ

ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ

ｔｏ

ｂｅ５．２ｎｍａｎｄ

ｒｅｓｐｅｃｔｉＶｅｌｙ．ＴｈｅｄｏｐｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙｉｎｔｈｅｗｅＵ

ｌａｙｅｒａｎｏｔｈｅｒｄｅｇｒｅｅ

ｏｆｆｒｅｅｄｏｍｉｎｄｅｓｉｇｎ．

Ａｓ一

ｅｘｐｅｃｔｅｄｗｉｄｔｈ０．２８ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ

——————————————————～——————————————————————————————————————～——

４８４

红外与毫米波学报

３１卷

ｓｕｍｉｎｇｔ｝ｌａｔｔｈｅｄｏｐａｎｔｓｉｎｔｈｅｗｅｌｌｓ

ａｒｅ

ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｉｏｎ．

ｉｚｅｄ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＦｅｎｎｉｅｎｅＩ譬ｙ

ｌｅｖｅｌａｎｄ

ｔｈｅ２Ｄ

ｄ叩ｉｎｇ

ｄｅｎｓｉｔｙ

ｉｓ％＝（ｍ■壳２）Ｂ．Ｗｅ

ｄｅｔｅｒ－

ｍｉｎｅｄｔｈｅｄｏｐｉｎｇｌｅｖｅｌｂｙＥｆ＝２忌８ｒ

ＨｅｒｅＥ，ｉｓＦｅｒｒｎｉ

ｅｎｅｒｇｙ，矗ＢｉｓＢｏｌｔｚｍａｎｃｏｎｓｔａｎｔ，ａｎｄｔｈｅｄｏｐｉｎｇｄｅｎｓｉ—

ｔｙｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｏｂｅ６．Ｏ×１０１７ｃｍ一３．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ．

ｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅＡ１ＧａＡｓｂａＩＴｉｅｒｌａｙｅｒａｌｓｏｎｅｅｄｓ

ｃａｒｅｆ．ｕｌｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ

ｂ删ｅｒ

ｓｈｏｕｌｄｂｅｔｈｉｃｋ

ｅ．

ｎｏｕｇｈｔｏ

ｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｉｎｔｅｒｗｅｌｌｔｕｎｎｅｌｉｎｇｃｕＩＴｅｎｔａｎｄ

ｌｉｍｉｔｔｈｅｄａｒｋｃｕｎ＿ｅｎｔ．Ａｎｄｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔ

ａ

ｃｒｉｔｉｃａｌｂａⅡｉｅｒ

ｗｉｄｔｌｌｖａｌｕｅ，ｂｅｙｏｎｄｗｈｉｃｈｔｈｅｄａｒｋ

ｃｕｒｒｅｎｔ

ｗｉｌｌ

ｎｏｔ

ｂｅ

ｒｅｄｕｃｅｄ锄ｙ

ｍｏｒｅ．Ｔｈｉｓｃｒｉｔｉｃａｌ

ｂａ晡ｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓ

ｉｓ

ｉｎ

ｔｈｅ啪ｇｅ

ｏｆ２０一３０ｎｍ［１０｜．３０ｎｍ

ｗｅｒｅ

ｃｈｏｓｅｎ

ａｓ

ｔｈｅ

ｂａｒｒｉｅｒｗｉｄｔｈ．Ｆｉｇｕｒｅ

３

ｓｈｏｗｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄ

ｓｔｌｌｌｃｔｕｒｅ

ｄｅｔａｉｌｓ．Ｔｈｅ

ｍｕｌｔｉｐｌｅｑｕａｎｔｕｍｗｅｌｌｒｅｇｉｏｎｓ

ｈａｖｅ２０

ａｎｄ４０ｐｅｒｉｏｄｓｏｆｗｅｌｌｓｆｂｒｔｗｏ

ｓａｍｐｌｅｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｖ．Ｔａｂｌｅ１

ｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅ

ｃｏｎｃｒｅｔｅ

ｖａｌｕｅ

ｗｅ

ａｄｏＤｔｅｄｆｏｒ

ｓｏｍｅｍａｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ：１１］．

ｏ．５岬ＧａＡｓ：ｓｉ２ｘＩｏ，８ｃｍ．，

ＭＱＷ

Ｏ．５ｕｍＧａＡｓ：Ｓｉ２ｘ】０１８ｃｍ’３

２００ｎｍＡｌｏ４Ｇａ０６Ａｓ

ＧａＡｓＳｕｂｓｔｒａｔｅ

Ｑ叶

３０ｎｍＡ１０２ＢＧａ０７２Ａｓ５．２ｎｍＧａＡｓ：Ｓｉ６．０×１０‘７ｃｍ。３

３０ｎｍＡｌｏ２８Ｇａ０７２Ａｓ

Ｆｉｇ．３

Ｔｈｅ

ｓｃｈｅｍ撕ｃｄｉａｇｒａｍｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇ

ｔ｝１ｅ

ｄｅｓｉｇｎｅｄｗｅⅡｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

图３设计的量子阱结构示意图

ＴａｂＪｅｌ

Ａ叼删蛐ｔｓ

ｗｅ

ａｄｏｐｃｅｄｆｏｒＧａＡｓａｎｄＡＩＧａＡｓｉｎ

ｓｈｏｏｔｉｎｇｍｅｔＩｌｏｄ

重１

投试法计算中采用的ＧａＡｓ和ＡｌＧａＡｓ的参数

ＧａＡｓ

０．６７

ｍ。

１

４１，ｅＶ～

．一型ｓ鱼Ｌ＝坐

！！：！！！：！：塑型塑

！：！！！：！：！！！！∑

２

Ｄｅｖｉｃｅｓｆａｂ—ｃａｔ．ｏｎ

Ｂａｓｅｄｏｎ山ｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｃｏｒｒｅｓＤｏｎｄ—

ｉｎｇＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓｑｕａｎｔｕＪｌ】ｗｅｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

ｗａｓ卿ｗｎ

ｂｙ

ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍ

ｅｐｉｔａｘｙ（ＭＢＥ）ｏｎ

ａ

２ｉｎｃｈｅｓｄｉａｍｅｔｅｒ

ＧａＡｓｓｕｂｓｔｒａｔｅ．Ｔｋｏｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈ２０

ａＪｌｄ４０

ｗｅｌＩｓ

ｗｅｒｅ铲ｏｗｎ．ＴｈｅｎＳｔａｎｄａｒｄ１ｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｐＩ．ｏｃｅｓｓ，ｗｅｔｅｔｃｈｉｎｇ，ａｎｄ

ｔｈｅ咖ａｌ

ｍｅｔａｌｌｉｃｅｖａｐｏｒ砒ｉｏｎｐｍｃｅｓｓ

ｗｅｒｅ

ｅｍｐｌｏｙｅｄｉｎｆ矗ｂ—ｃａｔｉｎｇｔｈｅｄｅｖｉｃｅ．Ａｍｉｘｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆ

ｐｕｒｅｓｕⅡｈｄｃａｃｉｄ，ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ，ａｎｄｗａｔｅｒｗａｓ

ｕｓｅｄｆｂｒ

ｗｅｔ

ｅｔｃｈｉｎｇ．

ＡｕＧｅＮｊａｌｌｏｙｗａｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅｍｅｓａｓａｎｄｔｈｅｂｏｔｔｏｍｃｏｎｔａｃｔｌａｖｅｒ．ａｎｄｔｈｅｎａｎｎｅａｌｅｄ

ｔｏ

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ｃｏｎｔａｃｔ．

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ａ

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ｏｎ

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ａｎｄｂｏｔｔｏｍ

ｃｏｎｔａｃｔｔｏ

ｐｒｏｖｊｄｅｓｕ嫡ｃｊｅｎｔ

ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎ舒ｈｆｏｒｗｉｒｅｂｏｎ出ｎｇ．Ｔｈｅ６ｎｉｓｈｅｄｓｉｎ．

ｄｅｅｌｅｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅｃｈｉｐｓ

ｗｅｒｅ

ｔｈｅｎｃａｒｅｆｕｌｌｙｐｏｌｉｓｈｅｄ

ｔｏ

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４５。ｆａｃｅｔａｔ

ｔｈｅＧａＡｓｓｕｂｓｔｍｔｅ．ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄ

ｔｏ

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Ｆｉｇｕｒｅ

４ｓｈｏｗｓｔｈｅ

ｗｈｏｌｅｃｏ—ｉｇｕｒａｔｉｏｎ．

％。

Ｆｉｇ．

４

Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｐｒｏｆｉｌｅ

ｄｉａｇｒ啪ｏｆ

ｔｈｅｆｉｎａｌｄｅｖｉｃｅ

ｗｉｔｈ４５。ａｎ９１ｅ

ｏｎ

ＧａＡｓｓｕｂｓｔｒａｔｅ

图４

具有４５。倒角的ＧａＡｓ衬底器件剖面示意图

３

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔ

Ａｆｔｅｒｔｈｅｓａｍｐｌｅ

ｄｅｖｉｃｅｓ

ｗｅｒｅ

ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｐｒ０．

ｃｅｓｓｅｄ，ｔｗｏｓａｍｐｌｅｄｅｖｉｃｅｓ，ｓａｍｐＩｅ１ｗｉｔｈ２０

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ｉｎ

ＭＱｗｒｅｇｉｏｎａｎｄｓａｍｐｌｅ

２

ｗｉｔｈ４０ｒｅｐｅａｔｓ，ｗｅｒｅ

ｒｅａｄｙｆｏｒｄｅｖｉｃｅ

ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ，＿矿ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ

ｃｕｒｖｅｓ．

ｓｐｅｃｔｒａｌ

ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ

ａｎｄ

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ｗｅｒｅ

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Ｋｅｉｔｈｌｅｖ２３６．Ｆｊｇｕｒｅ５ｓｈｏｗｓ

ａ

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ｏｆ

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Ｖａｒｉｏｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｆ．ｒｏｍ４０Ｋｔｏ８５Ｋ．Ｔｈｅｄｅｓｉｒａ．

ｂｌｅｓｙｍｍｅｔｒｙｏｆｔｈｅｃｕⅣｅｓｉｌ王ｕｓｔｒａｔｅｓｔｈｅ即ｏｄｍａｔｅｒｉａｌｑｕａｌｉｔｙａｎｄ

ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｆ抽ｒｉｃａｔｉｏｎ

ｐｍｃｅｓｓ．

Ｔｈｅ，．ｙ

ｃｕｎｒｅｓ

ｅｘｈｉｂｉｔｅｄｄｉｆ－ｆｅＩ．ｅｎｔａｐｐｅａＩ．ａｎｃｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅ

ＶａｒｉａｂｌｅｐｅｒｉｏｄｏｆＱＷｓ．Ｔｈｅｂｉａｓｖ０１ｔａｇｅｉｎｔｅｓｔｉｓｔｏｏ

ｔｈａｔｔｈｅｂａＩ而ｅｒ０ｆ

ＱＷｓ

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ｗａｓ

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ａｎｄｔｈｅ

ｃｕｒｒｅｎｔ

ｉｎｃｒｅａｓｅｄｍｍａｔｉｃａｌｌｖ．Ｔｈｅｓａｍｅ

ｗａｓｎｏｔｏｂｓｅⅣｅｄｆｏｒｓａｍｐｌｅ２

ｓｉｎｃｅｉｔｈａｓ

ｒｅｐｅａｔｏｆｗｅｌｌｓｉｎ

ＭＱＷｒｅ妇ｏｎ

ａｎｄｔｈｅｂｉａｓｉｓ

ｎｏｔ

ｅｎｏｕｇｈ．

ｈｊ曲ｓｏ

ｄｏｗｎｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｍｏｒｅｈｉｇｈ

ＪＩＮｅ￡０２：Ｐｅａｋｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｔ６期

Ｊｕ—Ｐｅｎｇｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ８斗ｍ：ａｃｃｕｒａｔｅｄｅｓｉｇｎａｎｄ

ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｑｕａｎｔｕｍｗｅＵｉｎｆｌａｒｅｄ４８５

ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏ。

湖

；…～Ｓａｍｐｌｅ

ｌ

枷——Ｓａｍｐｌｅ２

湖

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－●Ｊ－＾

４

６

１４

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（ａ）

Ｆｉｇ．６

Ｓｐｅｃ仃ａｌｒｅｓＤｏｎｓｉｖｉｔｖ

ｃｕｒｖｅｓ

ａｔ

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ｖｉｃｅｓａｍｐｌｅｓｗｉｍ２０ａｎｄ４０

ｗｅｌｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ｎｅ

ｐｅａｋｓ

ｏｆ

ｍｅｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ

ｃｕｒｖｅｓａｒｅ

ａｔ７．９６ａＩｌｄ

７．９８岬，ｅｘｃｅｌ一

ｌｅｍｌＶｄＯｖｅｔａｉｌｅｄｗｉｔｈｄｅｓｉｇｎｅｄｖａｌｕｅ

图６两个量子阱周期分别为２０和４０的量子阱器件样品《诗

５０Ｋ时的光谱响应．峰值处于７．９６和７．９８ｕｍ处，与设计值非常吻合

ｓｉｎｇｏｎｅ

ｂａｎｄｅ矗ｂｃｔｉｖｅｍａｓｓａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎａｎｄｅｎｖｅｌ—

ｏｐ

ｆｈｎｃｔｉｏｎ

ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ

ｔｏ，

ａｎｄ

ｗｅ

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ｏｆ

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ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒ

ｔｏ

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（ｂ）

ｒａｔｅｌｙｆｉｎｄ

ｏｕｔ

ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｌｅｖｅｌｉｎ

ＱＷｓ

ｗｈｉｃｈｄｅｔｅ卜Ｆｉｇ．５厶ｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ

ｃｕｒｖｅｓ

ｏｆＱＷＩＰｄｅＶｉｃｅｓａｍ—

ｍｉｎｅｔｈｅｐｅａｋｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，ｗｅｉｎｃｌｕｄｅｄ

ｈｉｇｈｅｒｏｒｄｅｒ

ｐｌｅｓ

ａｔ

ｄｉｆ诧ｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ＡＵ

ｃｕｒｖｅｓ

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ｅｆｆｅｃｔｏｆｂａｎｄ

ｖｏｒａｂｌｅｎ帆ｐａｒａｂｏｌｉｃｉｔｙ

ｉｎ

ｏｕｒ

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图５不同温度下两个量子阱器件样品的，－ｙ曲线．ｔｕｒｅ

ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｉｔｈ

ａｎ

ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｐｅａｋｗａＶｅｌｅｎ薛ｈｏｆ８

所有的样品曲线都表现出了良好的对称性

斗ｍ

ｗｅｒｅ

ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．

ＣｏＩＴｅｓｐｏｎｄｉｎｇ

ｓｔｍｃｔｕｒｅ

ｗａｓ

ｇｒｏｗｎｂｙＭＢＥａｎｄｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｄｅｔｅｃｔｏｒｓｗｉｔｈ２０ａｎｄ４０

ＴｈｅｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｓｐｏｎｓｉＶｉｔｙ

ｃｕｒｖｅｗａｓｍｅａｓｕｒｅ

ｂｙ

ＱＷｓ

ｗｅｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ．Ｍｅａｓｕｒｅｄ

Ｌｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ

ＦＴＩＲｆｏｒｂｏｔｈｓａｍｐｌｅｌａｎｄｓａｍｐｌｅ２

ａｔ

５０Ｋ，ｗｈｉｃｈｉｓ

ｃｕｒｖｅｓ

ａｔ

ｄｉｆｋｒｅｎｔ

ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ

Ｖｅｒｙ

ｇｏｏｄ

ｓｈｏｗｎｉｎＦｉｇ．６．ＴｈｅｃｕⅣｅｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｅａｋａｂ—

ｓｙｍｍｅｔｒｙ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｏｆｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆ

ｏｕｒ

ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ

ｏｃｃｕｒａｔ

７．９６斗ｍｆｏｒｓａｍｐｌｅ１

ｄｅｖｉｃｅ．ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｅａｋｄｅｔｅｃ—

ａｎｄ７．９８斗ｍｆｏｒｓａｍｐｌｅ２．Ｗｈｉｌｅ

ｏｕｒ

ｄｅｓｉｇｎｅｄｐｅａｋ

ｔｉｏｎｗａｖｅｌｅｎ舒ｈｓｏｆ

ｏｕｒ

ｔｗｏ

ｋｉｎｄｓｏｆｄｅｔｅｃｔｏｒｓ

ｗｅｒｅ

ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗａＶｅｌｅｎ射ｈｉｓ８．０斗ｍ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ

ｒｅ－

７．９６ａｎｄ７．９８斗ｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｉｎＶｅｒｙｇｏｏｄａｃｃｏｒｄａｎｃｅｓｕｌｔ

ｗａｓｉｎｅｘｃｅｌｌｅｎｔ

ａ铲ｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ

ｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａＵｖｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅ．

ｅｘｐｅｃｔｅｄｖａｌｕｅ．ＢｏｔｈｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｏｆｍａｔｅｒｉａｌｇｒＩ）ｗｔｈ

ａｎｄｄｅｖｉｃｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｔｏ

ｔｈｉｓｒｅｓｕｌｔ．Ｔｈｉｓ

Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔｓ

ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙａｃｃｏｒｄａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔａｎｄＴｈｅａｕｔｈｏｒｓａ地ｖｅｒｙ铲ａｔｅｆｕｌ

ｔｏ

Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ“Ｎｉｎｇ

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｃａｌｃｕ一ａｎｄＰｒｏｆｅｓｓｏｒⅡＺｈｉ－ｆｅｎｇ，ｆ如ｍＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏ—

１ａｔｉｏｎｔｈａｔ

ｗｅ

ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ

ｗａｓ

ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．

ｒｙｏｆＩｎｆｒａＩｌｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，ｆｏｒｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ

Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｗｅｍｅａｓｕｒｅｄｔｈｅｂｌａｃｋｂｏｄｙｄｅｔｅｃｔｉｖｉ－ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ’ｐｅｒｆｂｍａｎｃｅ．Ｗｅ

ａｌｓｏ

ｅｘｐｒｅｓｓ

ｏｕｒ

ｔｈａｎｋｓ

ｔｏ

ｔｙｆ．０ｒｏｕｒ

ｓａｍｐｌｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．ＡｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｉＶｉｔｙｏｆ

ｃｏｌｌｅａｇｕｅｓｉｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｆｒａｒｅｄＩｍａｇｉｎｇＭａｔｅ・

０．１

３Ａ／Ｗａｎｄ

ｔｈｅｐｅａｋｄｅｔｅｃｔｉｖｉｔｙｉｓ８×１０１０ｃｍＨｚｌ７２

ｒｉａｌｓａｎｄＤｅｔｅｃｔｏｒｓｆｏｒｈｅｌＤｆｕｌｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ．

／Ｗｗａｓ

ｍｅａｓｕｒｅｄｆｏｒｓａｍｐｌｅ２ｕｎｄｅｒ４Ｖｂｉａｓｖｏｌｔａｇｅ．

ＲＥＦＥＲＥＮＣＥＳ

４

Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ

［１］ＬｅｖｉｎｅＢＦ，ＭａｌｉｋＲＪ，ｗａｌｋｅｒＪ，ｅ￡Ⅱｚ．ｓⅡＤｎｇ８．２斗ｍｉｎ—

ｆｒａｒｅｄｉｎｔｅｒｓｕｂｂａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｉｎｄｏｐｅｄＧａＡｓ／ＡｌＡｓｑｕａｎ一

Ｉｎｓｕｍｍａｒｙ，ｗｅｍｏｄｅｌｅｄＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ

ＱＷＩＰ

ｕ－

（下转第４９６页）

４９６

红外与毫米波学报３ｌ卷

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量子阱红外探测器峰值探测波长的精确设计与实验验证

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

金巨鹏， 刘丹， 陈建新， 林春， JIN Ju-Peng， LIU Dan， CHEN Jian-Xin， LIN Chun中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室,上海,200083红外与毫米波学报

Journal of Infrared and Millimeter Waves2012,31(6)

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