氮化物子带跃迁探测器材料结构对器件效率的影响

摘要：

氮化物子带跃迁探测器具备在近红外通讯波段高速工作和在太赫兹波段室温工作的潜力,但材料强的极化作用容易造成器件效率降低.本文分别针对工作于上述波段的典型器件,理论分析了材料结构参数对器件能带结构、载流子浓度分布、极化效应以及光生载流子隧穿的影响.近红外波段器件以光伏型器件结构为基础,研究发现增加量子势阱的周期数、增大势阱掺杂浓度、以及保持接触层材料晶格常数与超晶格有源区平均晶格常数相同,有助于增加基态能级上被载流子填充的量子势阱数,从而增强器件的吸收效率.太赫兹波段器件以双台阶器件结构为基础,研究表明器件设计时即使任意调节势阱层和势垒层厚度,也不会改变影响光生载流子传输的势垒层极化电场分布.同时,降低台阶势垒层铝组分和适当增加其厚度可以提高光生载流子隧穿通过台阶势垒层的效率.本文仿真结果对于设计优化的氮化物子带跃迁探测器材料结构、提升器件性能具有指导意义.

关键词：氮化物、子带跃迁、探测器、量子势阱

所属期刊栏目：68

资助基金：科学挑战专题 TZ2016003 和国家自然科学基金

在线出版日期：2019-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：409-417