高量子效率中波InAs/GaSb II类超晶格探测器分子束外延生长及特性
投稿时间:2020-05-29  修订日期:2020-06-12  点此下载全文
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陈凯豪 中国科学院上海技术物理研究所。中国科学院大学 kaihaoc@mail.ustc.edu.cn 
徐志成 中国科学院上海技术物理研究所 xuzhch@mail.sitp.ac.cn 
梁钊铭 中国科学院上海技术物理研究所 747616088@qq.com 
朱艺红 中国科学院上海技术物理研究所 zyh334@126.com 
陈建新 中国科学院上海技术物理研究所 jianxinchen@mail.sitp.ac.cn 
何力 中国科学院上海技术物理研究所 lihe@mail.sitp.ac.cn 
中文摘要:基于分子束外延(MBE)生长技术获得了高量子效率的InAs/GaSb T2SLs中波红外(MWIR)光电探测器结构材料,利用原子力显微镜和高分辨X-射线衍射对材料的晶体结构和表面形貌进行了测试表征,表现出了层状结构生长的光滑表面和出色的晶体结构均匀性。此超晶格中波超晶格探测器的50%的截止波长约为5.5μm,峰值响应率为2.6 A / W,77 K下量子效率超过了80%,与碲镉汞的量子效率相当。在77 K,-50 mV偏压下的暗电流密度为1.8×10E-6 A / cm2,最大电阻面积乘积(RA)(-50 mV偏压)为3.8×10E5Ω·cm2,峰值探测率达到了6.1×10E12 cm Hz1 / 2/W。
中文关键词:分子束外延  高量子效率  中波红外
 
Molecular beam epitaxy growth and characteristics of the high quantum efficiency InAs/GaSb type-II superlattices MWIR detector
Abstract:A very high quantum efficiency InAs/GaSb T2SL mid-wavelength infrared (MWIR) photodetector was grown by molecular beam epitaxy (MBE). The T2SL detector structure material exhibits smooth surfaces with the step-flow growth and excellent structural homogeneity through AFM and HRXRD measurement, respectively. The 50% cutoff wavelength was about 5.5μm. The peak responsivity was 2.6 A/W corresponding to a quantum efficiency over 80% at 77 K, comparable to that of MCT. At 77 K the dark current density at -50 mV bias was 1.8×10E-6 A/cm2 and the resistance-area product (RA) at maximum (-50 mV bias) was 3.8×10E5 Ω·cm2. The peak detectivity was calculated to be 6.1 × 10E12 cm Hz1/2/W.
keywords:Molecular beam epitaxy, High quantum efficiency, Mid-wavelength infrared.
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