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相似文献
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1.
太赫兹量子阱探测器具有皮秒级的响应时间和1 GHz以上的高速调制性能,是太赫兹快速成像和高速无线通信应用领域非常有前景的探测器。文章综述了太赫兹量子阱探测器的探测原理和设计方法、器件主要性能指标和基于该探测器的应用技术研究进展。研究表明,基于太赫兹量子阱探测器的快速成像系统可以获得物体的细节信息,有望用于安全检查和无损检测领域;太赫兹量子阱探测器还可用于高速无线通信的探测端,为未来6G高速无线通信应用提供了有效的技术途径。  相似文献   

2.
吴峰  戴江南  陈长清  许金通  胡伟达 《红外与激光工程》2021,50(1):20211020-1-20211020-15
多量子阱红外探测器是一种新型的利用子带跃迁机制的探测器件,具有非常高的设计自由度。GaN/Al(Ga)N量子阱由于大的导带带阶,超快的电子驰豫时间,超宽的红外透明区域以及高的声子能量,使得其成为继GaAs量子阱红外探测器之后又一潜在的探测材料结构。文中详细综述了国内外关于GaN基量子阱红外子带吸收及其探测器件的研究进展。首先介绍了量子阱红外探测器的工作原理及其选择定则,接着从极性GaN基多量子阱、非极性或半极性GaN基多量子阱以及纳米线结构GaN基多量子阱三个方面回顾当前GaN基多量子阱红外吸收的一些重要研究进展,包括了从近红外到远红外甚至太赫兹波段范围的各种突破。最后回顾了GaN基多量子阱红外探测器件的研究进展,包括其光电响应特性和高频响应特性,并对其未来的发展进行总结和展望。  相似文献   

3.
主要研究了太赫兹量子阱探测器读出电路中的暗电流抑制模块。首先从理论上分析了太赫兹量子阱探测器产生暗电流和光电流的原理。由于太赫兹量子阱探测器中电子输运行为非常复杂,难以通过理论推导建立精确等效电路模型的解析表达式。通过对太赫兹量子阱探测器的电流电压实验数据进行拟合,提出压控电流源等效电路模型。利用此模型设计读出电路信号源及暗电流抑制模块,结合读出电路进行仿真验证电路模型的准确性。发现与传统暗电流抑制电路相比,压控电流源电路模型能够在器件工作偏压变化时对其暗电流进行精确抑制,提高读出电路性能,因此更适合作为太赫兹量子阱探测器读出电路的暗电流抑制模块。  相似文献   

4.
提出了一个砷化镓基(GaAs/Al_(0.04)Ga_(0.96)As)太赫兹量子阱探测器,并对其光电流谱和背景噪声限制温度进行了表征,得到峰值响应频率为6.78 THz,背景噪声限制温度为16 K.理论上,首先,考虑多体效应对器件能带结构的影响,计算得峰值响应频率为6.64 THz,考虑到制备过程中的误差(THz器件较中红外器件,铝组分低,阱宽窄),理论与实验吻合的较好,证实了多体效应在太赫兹量子阱探测器中的重要影响;然后,对器件的电流电压特性进行研究,计算得到背景噪声限制温度为17.5 K,与实验吻合.太赫兹量子阱探测器较低的工作温度,极大限制了其应用,提出了两种实现高温探测的方法:(1)引入光学汇聚天线,提高器件背景限制温度,计算结果表明当引入增强系数为10~6倍的天线时,其背景噪声限制温度达到97 K(远高于液氮温度77 K);(2)太赫兹量子阱探测器与太赫兹量子级联激光器联用,可实现信号噪声限制模式,从而实现高温探测.计算表明,当激光器功率达到0.003 mW/μm~2,器件的工作温度可达77K.  相似文献   

5.
针对四阱有源区、一阱注入区及三阱有源设计,采用蒙特卡洛模拟方法研究了共振声子太赫兹量子级联激光器的性能差异。采用傅里叶变换光谱仪及远红外探测器测量了四阱共振声子太赫兹量子级联激光器的低温电光特性。详细讨论了提高太赫兹量子级联激光器发射功率的方案。  相似文献   

6.
从提高p-GaAs同质结太赫兹探测器量子效率出发,在考虑温度和偏压等参数的影响后,优化了谐振腔增强的p-GaAs同质结太赫兹探测器的材料及结构参数,使探测器的量子效率提高到了17%.并计算了探测器的响应率、探测率和偏压、温度、光谱频率的关系,得到了最佳工作偏压(10~40 m V)、最佳工作温度(8 K)和最大探测率(4.1×1010cm Hz1/2/W).而通过施加一对匹配的反射镜来构造谐振腔的设计,所能获得的极限量子效率为26%,极限探测率和响应率分别为5.7×1010cm Hz1/2/W、25.9 A/W.  相似文献   

7.
王军  蒋亚东 《红外与激光工程》2019,48(1):102001-0102001(10)
在室温太赫兹探测技术领域中,热敏微桥结构的太赫兹探测器具有探测波段宽、阵列规模大、集成度高、实时成像等显著特点。文中对室温太赫兹探测技术、基于热敏材料的太赫兹探测技术国内外发展现状进行了综述,分析了基于氧化钒薄膜微桥结构的非制冷长波红外焦平面探测技术,存在着太赫兹波低吸收探测性能弱的不足,针对太赫兹波探测进行优化设计,同时介绍了电子科技大学在太赫兹探测阵列吸收结构方面的部分研究工作。  相似文献   

8.
采用MBE法制备了不同结构参数及不同阱中掺杂浓度的GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器外延材料。通过对量子阱红外探测器材料特性和器件特性的实验测试及理论分析,研究了量子阱红外探测器的响应光谱特性,并通过薛定谔方程和泊松方程的求解,对掺杂对量子阱能级的影响做了研究。结果表明,由于应力导致的能带非抛物线性使得阱中能级发生了变化,从而引起吸收峰向高能方向发生了漂移,而阱中进行适度的掺杂没有对量子阱能级造成影响,光致发光谱实验结果与之吻合较好。在光电流谱的实验分析基础之上,分析了量子阱阱宽、Al组分与峰值探测波长λ的关系,为量子阱红外探测器的设计优化提供了参考。  相似文献   

9.
《红外技术》2013,(8):463-466
针对红外探测应用开展了长波GaAs/AlGaAs量子阱材料技术研究。系统地介绍了量子阱红外探测器材料的材料设计、生长和表征。基于一维薛定谔方程的求解获得量子阱材料的能带结构,进行量子阱材料的设计。采用分子束外延技术进行量子阱材料的生长研究。对量子阱材料的室温光荧光谱和高分辨率X射线衍射测试结果表现出材料高度晶格完整性以及平整界面。基于布鲁斯特角配置的傅立叶红外光谱测试获得了量子阱材料子带间跃迁吸收产生的红外吸收谱。采用该材料制备出高性能的量子阱红外焦平面探测器。  相似文献   

10.
正征稿类型《红外与毫米波学报》研究论文综述论文征稿范围碲镉汞、锑化铟、铟嫁砷等薄膜材料红外探测器量子阱红外探测器二类超晶格红外探测器二维材料红外探测器纳米线红外探测器非制冷红外探测器材料及器件太赫兹探测材料及器件红外探测材料理论与器件模拟红外探测材料生长与外延新型红外探测器及应用红外探测器与其他领域交叉光阴荏苒,日月如梭,《红外与毫米波学报》从汤定元院士在1982年创办至今已经走过了40个年头,这是改革开放后的40周年,是砥砺奋进的40年,是众志成城的40年。在中国科学院上海技术物理研究所各级领导的关心和支持下,《红外与毫米波学报》编辑部开辟了一条有中国特色的科技期刊发展道路,谱写了一篇中国红外与毫米波及太赫兹物理学术发展的壮丽史诗,辉煌的成就和生动的实践,印证了坚持和发展是实现中国特色科技期刊发展道路、是实现中华民族伟大复兴的必由之路。  相似文献   

11.
AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱增益特性研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用Shu Lien Chuang方法计算了AlInGaAs/AlGaAs应变引起价带中重、轻空穴能量变化曲线,在Harrison模型的基础上详细地计算了AlInGaAs/AlGaAs和GaAs/AlGaAs量子阱电子、空穴子能级分布并且进一步研究了这两种材料在不同注入条件下的线性光增益.进一步计算比较可以得出AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱光增益特性要优于GaAs/AlGaAs非应变量子阱增益特性,因此AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱半导体材料应用于半导体激光器比传统GaAs/AlGaAs材料更具优势.  相似文献   

12.
The recent developments of semiconductor infrared detectors in extending the wavelength coverage and improving the focal plane array (FPA) performance are reviewed. The emphasis is on the GeSi/Si heterojunction infrared photoemission detectors (HIPs), GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetecots (QWIPs), Si, Ge and GaAs blocked impurity band detectors (BIBS), and Si and GaAs homojunction interfacial work-function internal photo-emission (HIWIP) far-infrared (FIR) detectors. The advantages, current status, and potential limitations of these infrared detectors have also been discussed.  相似文献   

13.
HC  Liu 《半导体学报》2001,22(5):529-537
IntroductionThe physics and applications of quantumwell infrared photodetectors ( QWIP) based onGa As/Al Ga As materials are well established.Thermal infrared( IR) imaging is the main existingapplication of QWIPs fabricated into focal plane...  相似文献   

14.
The basic design principles and parameters of GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetectors (QWIP) are reviewed.Furthermore new research directions,devices and applications suited for QWIPs are discussed.These include monolithic integration of QWIPs with GaAs based electronic and optoelectronic devices,high frequency and high speed QWIPs and applications,multicolor and multispectral detectors,and p-type QWIPs.  相似文献   

15.
王忆锋  谈骥 《红外》2013,34(11):18-25
军用红外探测器需要使用工作在各种红外波段的大规格、高均匀性多色焦平面阵列器件.满足这些要求的一个候选者就是量子阱红外(光电)探测器(Quantum Well Infrared Photodetector,QWIP).作为新一代红外探测器,QWIP基于极薄半导体异质结构中的载流子束缚效应. GaAs/AlGaAs/QWIP的主要优点包括标准的Ⅲ-Ⅴ族衬底材料和技术、良好的热稳定性、大面积、低研发成本以及抗辐射性.QWIP的另一个重要优点是具有带隙工程能力.可以通过调节量子阱宽度和势垒组分设计出满足特殊要求(例如多色焦平面列阵应用)的器件结构.介绍了对QWIP探测物理机制的理解以及近年来多色QWIP技术的发展状况.  相似文献   

16.
A new superlattice avalanche photodiode structure consisting of repeated unit cells formed from a p-i-n Al0.45Ga0.55As region immediately followed by near intrinsic GaAs and Al0.45Ga0.55As layers is examined using an ensemble Monte Carlo calculation. The effects of various device parameters, such as the high-field layer width, GaAs well width, low-field AlGaAs layer width, and applied electric field on the electron and hole ionization coefficients is analyzed. In addition, the fraction of electrons which ionize in a spatially deterministic way, at the same place in each stage of the device, is determined. As is well known, completely noiseless amplification can be achieved if each electron ionizes in each stage of the device at precisely the same location while no holes ionize anywhere within the device. A comparison is made between the doped quantum well device and other existing superlattice APD's such as the quantum well and staircase APD's. It is seen that the doped quantum well device most nearly approximates photomultiplier-like behavior when applied to the GaAs/AlGaAs material system amongst the three devices. In addition, it is determined that none of the devices, when made from GaAs and AlGaAs, fully mimic ideal photomultiplier-like performance. As the fraction of electron ionizations per stage of the device is increased, through variations in the device geometry and applied electric field, the hole ionization rate invariably increases. It is expected that ideal performance can be more closely achieved in a material system in which the conduction band edge discontinuity is a greater fraction of the band gap energy in the narrow-band gap semiconductor.  相似文献   

17.
Optoelectronic smart pixels with hybrid integration of GaAs/AlGaAs multiple quantum well (MQW) detectors and modulators arrays have beed made,which are flip-chip bonded directly on the top of lμm silicon CMOS circuits,as enables an achievement of Optoelectronic Integrated Circuits (OEIC) as well as does the design and optimization of CMOS circuits and GaAs/AlGaAs MQW devices to proceed independently.  相似文献   

18.
国外量子阱红外焦平面探测器的发展概况   总被引:3,自引:2,他引:1  
史衍丽 《红外技术》2005,27(4):274-278
以GaAs/A1GaAs为代表的Ⅲ-Ⅴ量子阱红外焦平面探测器因其成熟的材料生长和器件工艺技术,一直是与传统的HgCdTe红外探测器并驾齐驱的红外探测器。近十年来随着对器件结构、机理及器件工艺的不断改进,大面阵Ⅲ-Ⅴ量子阱红外焦平面器件发展显著。本文介绍了量子阱红外焦平面探测器的优越性及存在的问题,当前欧美国家量子阱红外焦平面探测器的最新研究发展、产品现状及应用前景。  相似文献   

19.
优化设计了既能实现较小垂直方向远场发散角,又能降低腔面光功率密度的InGaAs/GaAs/AlGaAs应变层量子阱激光器,并计算了该结构激光器实现基横模工作的脊形波导结构参数。利用分子束外延生长了InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器材料并研制出基横模输出功率大于140mW,激射波长为980nm的脊形波导应变量子阱激光器,其微分量子效率为0.8W/A,垂直和平行结平面方向远场发散角分别为28°和6.8°  相似文献   

20.
郭婧  谢生  毛陆虹  郭维廉 《激光技术》2015,39(5):654-657
为了研究量子阱结构对半导体环形激光器阈值电流的影响,从F-P腔激光器的振荡条件出发,分析了半导体环形激光器的阈值电流密度与量子阱结构参量的函数关系,并推导出最佳量子阱数的表达式。利用器件仿真软件ATLAS建立环形激光器的等效模型,仿真、分析了不同工作温度下,量子阱数、阱厚及势垒厚度对阈值电流的影响。结果表明,阈值电流随量子阱数和阱厚的增加先减小后增大,存在一组最佳值;在确定合适的量子阱数和阱厚后,相对较窄的势垒厚度有助于进一步降低阈值电流;采用GaAs/AlGaAs材料体系和器件结构,其最佳量子阱结构参量为M=3,dw=20nm及db=10nm。  相似文献   

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