GaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器的光电流谱

测量了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱红外探测器在零偏压、小偏流和大偏压等条件下的光电流谱，并结合理论计算的光跃迁能量讨论了光电流谱的多峰结构和异常增强特性。     

量子点红外光子探测器的研究进展

迄今为止关于量子点红外光子探测器（QDIP）的研究已有众多文献发表,涉及量子点生长、系统设训、建模、表征与测量等各方面,对近年来国外文献报道的QDIP技术的进展进行了总结和综述,简要描述了QDIP研发的方法和思路,给出了近期国外研制的一些QDIP的性能,介绍了今后实现高性能QDIP的若干发展方向,尽管QDIP已成功地用于单元探测器和焦平面器件,但作为一种新兴技术,QDIP仍不成熟,短期内直接替代HgCdTe似乎还不可能．     

InGaAs/GaAs量子点红外探测器

与量子阱红外探测器相比,量子点红外探测器具有不制作表面光栅就能在垂直入射红外光照射下工作以及工作温度更高等优势。然而,目前阻碍量子点红外探测器性能提高的技术瓶颈主要来自组装量子点较差的大小均匀性、较低的量子点密度以及垂直入射下子带跃迁吸收效率低等原因。利用分子束外延技术研究了如何从量子点材料生长和器件设计两方面来克服这些困难,并且制作了几种不同结构的InGaAs/GaAs量子点红外探测器。 在77 K时,这些器件在垂直入射条件下观察到了很强的光电流信号。     

高探测率InAs量子点红外光电探测器

据美国《Applied Physics Letters》报道,美国南加利福尼亚大学和得克萨斯大学的研究人员最近研制出一种正入射量子点红外光电探测器。这种正入射量子     

量子响应高温超导薄膜红外探测器

基于超导探测器具有量子响应的实验论据，用量子理论导出高温超导薄膜探测器的，表明超导探测器的正比于超导薄膜长厚比的平方根，而与宽度无关。因此，采用超导薄膜（减小厚度），同时将薄膜光刻成弯曲线条或蛇形，增加其长度，将获得高Ｄ＊值的超导探测器。这是具有量子响应的超导探测器的重要结论。它为超导红外探测器的研制、设计提供了重要的理论依据。     

量子点红外探测器的研究进展

量子点红外探测器（QDIP）在红外探测领域具有十分广阔的应用前景,同时由于QDIP的有效载流子寿命长、暗电流低、工作温度高、对垂直入射光响应等优势,近年来高性能QDIP已经成为研究的热点。文章首先简要介绍了QDIP的基本原理,然后重点介绍了目前国际上在提高QDIP性能方面的研究进展,分别从如何降低暗电流、实现多色探测、提高探测率等三个方面进行了讨论。     

量子点红外探测器研究进展

量子点红外光电探测器(QDIP)凭借自身的优点,未来很有可能与碲镉汞(HgCdTe)红外探测器、量子阱红外光电探测器(QWIP)和非制冷微测辐射热计相竞争。目前,普遍采用自组织方法生长量子点,研究主要集中在:①隧道量子点红外探测器(T-QDIP);②量子阱中量子点(DWELL)红外探测器;③Si基QDIP;④Ge QDIP。本文阐述正在研究的几种QDIP,并对下一代传感器用QDIP进行预测。     

红外量子点及其光电探测器研究进展

红外技术为现代社会提供了包括遥感、成像、计量、产品检验、环境监测及生物医学诊断等诸多领域的应用价值.第三代红外光电探测器对易制造、低成本、可调节的红外光电材料的需求,推动了红外量子点的发展.本文阐述红外量子点的制备方法,概述了红外胶体量子点探测器研究发展历程,并列举了红外胶体量子点在光电领域的代表性研究成果.最后对红外量子点光电探测器研究进展进行了总结,提出了几个亟待解决的研究问题.为红外量子点探测器商业化提出了指导.     

Growth and characterization of InGaAs/InP p-quantum-well infrared photodetectors with extremely thin quantum wells

High-quality InGaAs/InP quantum wells with ultra-narrow well widths (∼10?) and peak response at 4.55 μm were grown by gas source molecular beam epitaxy. These structures were characterized by cross-sectional tunneling microscopy (XSTM), double-crystal x-ray diffraction (DCXRD), and cross-sectional transmission electron microscopy (XTEM). Based on the structural parameters determined by XTEM, XSTM, and DCXRD, the field dependent photocurrent spectra were simulated using a six-band effective bond-orbital model. The theoretical calculations are in excellent agreement with experimental data. When used to fabricate p-type InGaAs/InP quantum-well infrared photodetectors (QWIPs), and combined with the high responsivity of 8.93 μm n-type InGaAs/InP QWIPs, these structures offer the possibility of dual band monolithically integrated QWIPs.     

GaAs/InGaAs量子点探测器件微光读出研究

GaAs/InGaAs量子点光电探测器,在633 nm激光辐射3.5 nW条件下,器件偏压-1.4 V时,测得响应电流8.9×10-9A,电流响应率达到2.54 A/W,量子注入效率超过90%。基于GaAs/InGaAs量子点光电探测器的高量子注入效率、高灵敏度等特点,采用具有稳定的电压偏置,高注入效率和低噪声特点的CTIA(电容互阻跨导放大器)作为列放大器读出结构,输出部分采用相关双采样(CDS)结构去除系统和背景噪声。实验结果表明,在3.5 nW的微光辐射下,器件偏压为-2.5 V时,50μm×50μm像素探测器与读出电路互联后有7.14×107V/W的电压响应率。     

带间级联红外探测器的光电流输运与量子效率研究

带间级联红外探测器可以利用多级吸收区级联的方式实现高的工作温度,但不同的吸收区厚度设计方式会使得器件在不同级数吸收区中出现光生载流子的不匹配现象,从而对器件量子效率造成影响。为更好地理解带间级联探测器的级数和吸收区厚度对量子效率的影响,对基于InAs/GaSb II类超晶格的带间级联探测器进行了变温测试,并基于多级光电流的“平均效应”建立了工作在反向偏置电压的量子效率计算模型,通过与实际测试的量子效率对比,发现在低温条件下实验数据和计算结果拟合一致性较好,验证了多级带间级联探测器中基于内增益机制的光电流平均效应。但在高温条件下,实际的光电流低于“平均效应”的理论计算结果,这可能是由于高温下少数载流子寿命变短,在吸收区和弛豫区界面处存在光生载流子的复合机制。     

Vertical-external-cavity surface-emitting lasers and quantum dot lasers

The use of cavity to manipulate photon emission of quantum dots (QDs) has been opening unprecedented opportunities for realizing quantum functional nanophotonic devices and quantum information devices....     

CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物光纤放大器增益特性分析

提出了一种半导体量子点CdSe/ZnS掺杂聚合物光纤放大器。测量了CdSe/ZnS量子点吸收和发射光谱,采用二能级结构和速率方程的方法,全面描述了CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物光纤放大器的增益性能。计算了放大器增益随量子点掺杂光纤长度、量子点掺杂浓度和信号光强度的变化,给出了不同泵浦光强条件下的增益谱线及半高全宽。结果表明,在mW量级的泵浦条件下,CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物光纤放大器可获得35dB以上的增益,获得相同增益所需泵浦光强度只有同类型染料掺杂聚合物光纤放大器的万分之一。泵浦光强与量子点掺杂浓度之间存在最佳对应关系,单位泵浦功率激发的最佳量子点数为6.33×107/mW。在室温下,CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物光纤放大器具有550nm～610nm的带宽,含盖了聚合物光纤的低损窗口。     

一种基于混合量子点的橙光量子点LED制备

为研究混合量子点(QD)发光二极管(QLED)的性能, 利用红、绿量子点混合作为发光层,制备了结构为 ITO/PEDOT:PSS/poly-TPD/QDs(红、绿1∶1混合)/ZnO/Al的橙光QLED,并与 结构为 ITO/PEDOT:PSS/poly-TPD/QDs(红光)/ZnO/Al的红光QLED进行了对比。实验结果表明, 基于红、绿QD混合的橙光QLED的制备方法是有效的,制备的橙光QLED 电流密度和亮度均小 于红光QLED, 但电流效率远大于红光QLED。研究发现,器件性能与各功能层能级以及厚度密切相关,应通 过选取适当能 级的发光层材料,将注入的空穴以及电子同时限制在发光层内从而提高器件的电流效率,并 调节各功能层 厚度使得载流子注入平衡从而提高器件性能。     

FTIR测量的量子型光电探测器响应光谱校正

针对采用FTIR方法测量量子型光电探测器的光电流谱并据此校正获得器件的实际响应光谱问题,提出了两种简便可行的校正方案,即计算仪器函数校正方案和标准探测器传递校正方案;对其可行性、限制因素及注意事项进行了详细讨论.用两种方案对多种短波红外InGaAs光电探测器进行了测量校正,获得了与实际符合的响应光谱.为验证方案的适用性,还与采用经精确标定的光栅分光测量系统测得的结果进行了比对,确认了其适用性.结果表明,采用FTIR测量方法并结合适当的校正方案可以获得符合实际的响应光谱.     

Impact of silicon quantum dot super lattice and quantum well structure as intermediate layer on p‐i‐n silicon solar cells

The photovoltaic effect of the silicon (Si)/silicon carbide (SiC) quantum dot super lattice (QDSL) and multi‐quantum well (QW) strucutres is presented based on numerical simulation and experimental studies. The QDSL and QW structures act as an intermediate layer in a p‐i‐n Si solar cell. The QDSL consists of a stack of four 4‐nm Si nano disks and 2‐nm SiC barrier layers embedded in a SiC matrix fabricated with a top‐down etching process. The Si nano disks were observed with bright field‐scanning transmission electron microscopy. The simulation results based on the 3D finite element method confirmed that the quantum effect on the band structure for the QDSL and QW structures was different and had different effects on solar cell operation. The effect of vertical wave‐function coupling to form a miniband in the QDSL was observed based on the solar‐cell performance, showing a dramatic photovoltaic response in generating a high photocurrent density J_sc of 29.24 mA/cm², open circuit voltage V_oc of 0.51 V, fill factor FF of 0.74, and efficiency η of 11.07% with respect to a i‐QW solar cell with J_sc of 25.27 mA/cm², V_oc of 0.49 V, FF of 0.69, and η of 8.61% and an i‐Si solar cell with J_sc of 27.63 mA/cm², V_oc of 0.55 V, FF of 0.61, and η of 10.00%. A wide range of photo‐carrier transports by the QD arrays in the QDSL solar cell is possible in the internal quantum efficiency spectra with respect to the internal quantum efficiency of the i‐QW solar cell. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

量子点及量子点器件

量子点是纳米科学与技术研究重要的组成部分,量子点器件又是纳米器件的发展方向之一.详细介绍了量子点的分类、量子点的主要制备方式、量子点特性的传统研究和微波类比仿真研究方法,系统论述了量子点器件的分类应用及噪声抑制.