Plasmon‐Induced Sub‐Bandgap Photodetection with Organic Schottky Diodes

Organic materials for near‐infrared (NIR) photodetection are in the focus for developing organic optical‐sensing devices. The choice of materials for bulk‐type organic photodetectors is limited due to effects like high nonradiative recombination rates for low‐gap materials. Here, an organic Schottky barrier photodetector with an integrated plasmonic nanohole electrode is proposed, enabling structure‐dependent, sub‐bandgap photodetection in the NIR. Photons are detected via internal photoemission (IPE) process over a metal/organic semiconductor Schottky barrier. The efficiency of IPE is improved by exciting localized surface plasmon resonances, which are further enhanced by coupling to an out‐of‐plane Fabry–Pérot cavity within the metal/organic/metal device configuration. The device allows large on/off ratio (>1000) and the selective control of individual pixels by modulating the Schottky barrier height. The concept opens up new design and application possibilities for organic NIR photodetectors.     

用于压缩光探测的高共模抑制比平衡零拍探测器

根据光电二极管的等效电路图,基于自减方案的平衡零拍探测器的光电管(ETX500)产生的光电流的位相差异主要由等效电容引起,通过给两个光电管施加不同的偏置电来补偿等效电容的差异获得高共模抑制比的平衡零拍探测器,在探测器中安装任意两个ETX500,获得了63.8dB的高共模抑制比,并且当激光功率达到探测器的饱和功率54 mW时,激光光场的噪声谱在2 MHz处高于电子学噪声37dB,该探测器能很好地满足压缩态探测对低噪声、线性增益及高共模抑制比的要求。     

含有AlGaAs插入层的InAs/GaAs三色量子点红外探测器

本文报道了采用分子束外延技术制备的三色InAs/GaAs量子点红外探测器. 器件采用nin型结构, 吸收区结构是在InGaAs量子阱中生长含有AlGaAs插入层的InAs量子点, 器件在77 K下的红外光电流谱有三个峰值: 6.3, 10.2和11 μm. 文中分析了它们的跃迁机制, 并且分别进行了指认. 因为有源区采用了不对称结构, 所以器件在外加偏压正负方向不同时, 光电流谱峰值的强度存在一些差异. 不论在正偏压或者负偏压下, 当偏压达到较高值, 再进一步增大偏压时, 都出现了对应于连续态的跃迁峰强度明显下降的现象, 这是由量子点基态与阱外连续态的波函数交叠随着偏压进一步增大而迅速减小导致的.     

基于Labview的紫外光探测器自动化测试与分析系统

基于NI公司的Labview 8设计了一套功能全面的半导体紫外光电探测器参数自动化测试与分析系统,将光路调整、仪器控制、数据采集、数据处理和结果呈现整合到一个软件操作平台上,解决了传统手动测量既繁琐又易出错的问题,可测量样品的光电流或暗电流的伏安特性以及光谱响应.根据微弱信号的特殊测量要求,对测量装置和测量方法进行了优化设计,有效地降低了各种噪声的干扰,并针对不同量程仪器响应时间不同的问题,提供了时延的估测方法,提高了测量结果的可靠性和准确性.     

共振腔增强型光电探测器

共振腔增强型光电探测器是近十年发展起来的新型探测器。它是在探测器内制备微共振腔并在中间插入激活层构成的。在这种结构中,由于共振腔对非共振波长的抑制及对共振光场的放大作用,使探测器的量子效率在共振波长处被增强,带宽－量子效率之积比传统的光电二极管提高了近３倍。由于它同时具备对波长的选择作用和高频响应特性,因而是光通信理想的探测器件。     

国外红外光电探测器发展动态

主要综述三代红外光电探测器的材料体系与研究现状,以及分析红外光电探测器的未来发展趋势。首先,简述红外光电探测器及其三个发展阶段。然后,论述适于三代红外光电探测器发展的碲镉汞（HgCdTe）、量子阱光探测（QWIPs,quantum-well photodetectors）、二类应变超晶格（SLS,type-Ⅱ strained-layer superlattices）和量子点红外光探测（QDIPs,quantum dot IR photodetectors）四个材料体系,以及介绍它们在三代红外光电探测器方面的研究进展。最后,分析未来红外光电探测器的材料选择及发展趋势。     

量子阱红外探测器掺杂阱中能级的计算

量子阱中能级位置的确定是获得量子阱红外探测器其它设计参数的基础。为了提供足够的载流子跃迁,阱层一般为重掺杂层。重掺杂使半导体材料禁带宽度变窄,从而改变量子阱中能级的位置。通过对不同温度、量子阱区不同掺杂浓度条件下的量子阱材料PL 谱进行测量,得出PL 谱峰值波长对应的电子跃迁峰值能量,它与阱中基态能级的位置有关。分别计算了考虑和不考虑禁带变窄效应时的电子跃迁峰值能量,并与实验结果相比较,可以看出考虑禁带变窄效应时与实验结果相吻合,因此掺杂量子阱区能级的计算需要考虑禁带变窄效应,这样可以较为精确的得出阱中能级的位置。     

超宽禁带半导体β-Ga_2O_3及深紫外透明电极、日盲探测器的研究进展

β-Ga_2O_3是一种新型的超宽禁带氧化物半导体,禁带宽度约为4.9 eV,对应日盲区,对波长大于253 nm的深紫外一可见光具有高的透过率,是天然的日盲紫外探测及深紫外透明电极材料.本文介绍了Ga_20_3材料的晶体结构、基本物性与器件应用,并综述了β-Ga_2O_3在深紫外透明导电电极和日盲紫外探测器中的最新研究进展.Sn掺杂的Ga_2O_3薄膜电导率可达到32.3 S/cm,透过率大于88%,但离商业化的透明导电电极还存在较大差距.在日盲紫外探测器应用方面,基于异质结结构的器件展现出更高的光响应度和更快的响应速度,ZnO/Ga_2O_3核/壳微米线的探测器综合性能最佳,在-6 V偏压下其对254 nm深紫外光的光响应度达1.3×10~3A/W,响应时间为20μs.     

Ultimate performance of quantum well infrared photodetectors in the tunneling regime

Thanks to their wavelength diversity and to their excellent uniformity, Quantum well infrared photodetectors (QWIP) emerge as potential candidates for astronomical or defense applications in the very long wavelength infrared (VLWIR) spectral domain. However, these applications deal with very low backgrounds and are very stringent on dark current requirements. In this paper, we present the full electro-optical characterization of a 15 μm QWIP, with emphasis on the dark current measurements. Data exhibit striking features, such as a plateau regime in the I(V) curves at low temperature (4–25 K). We show that present theories fail to describe this phenomenon and establish the need for a fully microscopic approach.     

量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性

通过测量1．55Mm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电流随反向电压和光功率的变化关系,以及模拟能带结构、电场分布等特性,研究了量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性．分析了光电流的产生机制,测量了1．064μm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应,模拟了具有不同势垒高度的量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应．从实验和模拟两方面证明了量子阱的势垒高度是影响量子阱共振腔增强型光电探测器高功率特性的最主要因素．