室温半导体红外光电探测器研究进展
投稿时间:2019-12-31  修订日期:2020-08-26  点此下载全文
引用本文:谢天,叶新辉,夏辉,李菊柱,张帅君,姜新洋,邓伟杰,王文静,李玉莹,刘伟伟,李翔,李天信.室温半导体红外光电探测器研究进展[J].红外与毫米波学报,2020,39(5):584~595].XIE Tian,YE Xin-Hui,XIA Hui,LI Ju-Zhu,ZHANG Shuai-Jun,JIANG Xin-Yang,DENG Wei-Jie,WANG Wen-Jing,LI Yu-Ying,LIU Wei-Wei,LI Xiang,LI Tian-Xin.Research progress of room temperature semiconductor infrared photodetectors[J].J.Infrared Millim.Waves,2020,39(5):584~595.]
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谢天 上海理工大学 材料科学与工程学院上海 200093
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 
xiet0106@foxmail.com 
叶新辉 上海理工大学 材料科学与工程学院上海 200093
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 
 
夏辉 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083  
李菊柱 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083
上海师范大学 数理学院上海 200234 
 
张帅君 上海理工大学 材料科学与工程学院上海 200093
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 
 
姜新洋 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083
上海科技大学 物质科学与技术学院上海 201210 
 
邓伟杰 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083
上海科技大学 物质科学与技术学院上海 201210 
 
王文静 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083
上海师范大学 数理学院上海 200234 
 
李玉莹 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083  
刘伟伟 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083  
李翔 上海理工大学 材料科学与工程学院上海 200093 xiangli@usst.edu.cn 
李天信 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 txli@mail.sitp.ac.cn 
基金项目:中科院青促会会员( 2018276);中国科学院先导B(XDB43010200, XDB43010400)
中文摘要:室温工作将为光子型红外探测开辟更广泛的应用,系统整理和分析了从近红外到长波红外的III–V族及Ⅱ-Ⅵ族半导体探测器的室温性能,讨论不同材料体系和器件结构的室温暗电流机制。其中InAs/GaSb等二类超晶格的短周期带间级联结构以及HgCdTe抑制俄歇过程的方案在提升中长波红外室温探测性能方面都显示出了独特的优势。这些电子学结构的设计与近年来亚波长光子结构增强耦合、降低暗电流的新进展相结合,有望实现近室温工作的高灵敏红外探测。
中文关键词:室温红外光电探测  暗电流机制  带间级联  碲镉汞  亚波长光子结构
 
Research progress of room temperature semiconductor infrared photodetectors
Abstract:Room temperature operation of infrared photon detectors will open up a wider range of applications. This article summarizes the room temperature performance and dark current mechanism of semiconductor devices from near infrared to long wavelength infrared. Different methods to suppress dark current including the design of the interband cascade structure of InAs/GaSb type Ⅱ superlattices and the nonequilibrium operation mode of HgCdTe to suppress the Auger process show unique advantages. These electronic structural designs, combined with the latest progress in subwavelength photonic structures to enhance light coupling and reduce dark current, hold the promise to achieve a high performance infrared imaging chip operating in room temperature in the near future.
keywords:room temperature infrared detection  dark current mechanism  interband cascade  HgCdTe  subwavelength photon structure
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