[01922710]一种电磁诱导势阱半导体禁带下室温光电导探测器件
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技术详细介绍
由光信息到电信号的转换是光电研究领域的关键基础。目前各种广泛应用的商用半导体光电探测器已经在光学通信、探测成像、天文、生物、医学，以及非破坏性材料表征等应用领域表现出很强的吸引力。然而，传统的光电探测存在着波长(光子能量)选择性的问题，并且，室温环境中，由于热噪声能量的存在，使得在长波(低能)光子探测时，热噪声激发与光学激发形成竞争机制，从而探测效率显著下降。目前，在中远红外电磁波段，基于传统光电导的光子探测需低温(4.2K，77K)甚至是深低温(100-300mK)制冷。并且人们普遍认为，由远小于半导体禁带能量的光子直接激发的室温光电导机制是不可能实现的。本项目充分考虑到了实际光电转换器件对于响应时间，工作温度，结构难易，信噪比的要求，提出并设计了一种电磁诱导势阱半导体禁带下室温光电导探测器件，具有响应时间短，室温工作，结构简单紧凑等优点，可实现对于电磁信号的直接光电转换，并且通过改变器件的结构尺寸还可以改变探测器所工作的中心波长范围。本项目研究的一种电磁诱导势阱半导体禁带下室温光电导探测器件，该器件由半导体衬底上依次生长半导体外延层，钝化保护层和正负电极金属层构成。该器件基于电磁诱导势阱、远禁带下室温光电导机制，选用适宜参数(载流子浓度，迁移率等)的半导体材料，通过理论分析，设计合理的器件尺寸，通过前放电路对光电信号进行放大读出，实现高速光信号到电信号转换及探测。具有可室温工作，远小于半导体禁带下产生较强光电导，灵敏度高，响应迅速，结构简单紧凑以及可大规模集成等优点。