諧振增強n型GaAs遠紅外同質(zhì)結(jié)探測器的性能優(yōu)化.pdf

1、上海交通大學碩士學位論文諧振增強諧振增強n型GaAs遠紅外同質(zhì)結(jié)探測器的性能優(yōu)化遠紅外同質(zhì)結(jié)探測器的性能優(yōu)化專業(yè)：凝聚態(tài)物理作者：鄭美妹導師：張月蘅副教授上海交通大學物理系凝聚態(tài)光譜與光電子物理實驗室二零一零年一月上海交通大學碩士學位論文中文摘要諧振增強諧振增強n型GaAs遠紅外同質(zhì)結(jié)探測器的性能優(yōu)化遠紅外同質(zhì)結(jié)探測器的性能優(yōu)化摘要要本文的主要內(nèi)容是諧振增強n型GaAs遠紅外同質(zhì)結(jié)探測器的性能優(yōu)化的研究。遠紅外半導體探測器在天體物理的應

2、用上變得越來越重要，因此諧振增強n型GaAs遠紅外同質(zhì)結(jié)探測器的研究具有重要的意義。本文中首先介紹了紅外探測器常用的實驗儀器，即傅立葉紅外光譜儀以及電流電壓源。接著，介紹了研究所需要的理論方法菲涅耳系數(shù)矩陣方法。實驗結(jié)果得到的反射譜，透射譜與該種方法計算得到的反射譜和透射譜符合得非常好，證明了理論方法的可行性。其次是對同質(zhì)結(jié)探測器作了基本的介紹。我們發(fā)現(xiàn)同質(zhì)結(jié)遠紅外探測器的總量子效率普遍偏低，離實際應用的要求還有一定的差距。因此，如何進

3、一步提高的同質(zhì)結(jié)遠紅外探測器的總量子效率亟待解決。針對于n型GaAs遠紅外同質(zhì)結(jié)探測器，我們討論了提高探測器的量子效率方法：(1)優(yōu)化探測器的主體結(jié)構(gòu)。(2)添加合適的底部反射鏡。經(jīng)過主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，探測器的最大量子效率達到了4.9%，大約是優(yōu)化之前探測器量子效率的三倍。接著討論和比較兩種底部反射鏡結(jié)構(gòu)：GaAs底部反射鏡和金層底部反射鏡。GaAs底部反射鏡結(jié)構(gòu)主要是由底部電極層以及下面的一個周期的非摻雜和摻雜的GaAs層組成的。優(yōu)化底