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量子点红外探测器的原理

[2020/10/22]

  在光电型探测器中,目前应用比较广泛的碲镉汞探测器是基于带间跃迁机制制成的半导体红外探测器,其探测效率低且需冷却至低温方能工作,因而其应用受到限制,因此人们开始研究在量子限制结构中基于子带内跃迁的半导体器件。

  由半导体异质结构的理论可知,在宽禁带的材料中包裹窄禁带材料,就会在两种材料的导带(或价带)中出现能带的断续,并形成电子(或空穴)势阱。

  通过将势阱中的电子激发到势阱外的宽禁带材料中形成电子电流,就可以探测到相应的光信号。由于以一定间隔分布在量子点中的子带间能量处于中红外谱区,因此量子点可用来制作长波红外辐射源的红外探测器。

  同时,由于其特有的声子瓶颈效应的存在,使得其中载流子的驰豫时间变长。长的驰豫时间可确保光生载流子长时间停留在激发态,从而对光电流做出更多的贡献,从而改善红外探测器性能。

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