云顶国际官方网站 超晶格红外探测器

超晶格的概念是在1977年由Esaki L和Tsu R提出的，其是由两种或者两种以上的半导体材料周期性结构组成的。结构与量子阱结构类似，不同之处在于超晶格的势阱和势垒层都非常薄，约为几个单分子层厚度（对于中波探测材料，约2～3nm）。

按构成超晶格的两种材料能带配制情况，超晶格可以分为三类，以GaAs/GaxAl1-xAs为代表的第一类超晶格，以InAs/GaSb为代表的第二类超晶格和以HgTe/CdTe为代表的第三类超晶格等。Ⅱ类超晶格红外探测器具有非常特殊的能带结构，其空穴势阱位置高于电子势阱，电子和空穴分别被限制在不同的材料层。

Ⅱ类超晶格红外探测材料的独特的“破带隙”能带结构使得其具有很多优点：量子效率高，响应时间快，暗电流小；隧穿电流小，在甚长波可获得高的探测；电子有效质量大，在长波范围约为碲镉汞的三倍；带隙可调，光谱调节能力好，响应波长从3μm到30μm可调；双色Ⅱ类超晶格器件全部外延层的厚度不到双色碲镉汞器件的三分之一，这给材料生长和器件工艺带来许多便利，大面积材料均匀性好、成本低。以上优点使得在长波以及甚长波范围Ⅱ类云顶国际官方网站 超晶格红外探测器能够实现更高的器件性能和工作温度。

二类超晶格于1987年Smith和Mailhiot首次提出， InAs/GaSb的独特物理性质可以实现高性能的红外探测器。经过30多年的发展，利用InAs/GaSb二类超晶格材料实现的大面积双色高性能红外探测器已经问世。在红外热成像理论和实验两方面，Ⅱ类超晶格都显示了其优越的器件性能，作为新一代光电材料和器件，具有巨大的发展潜力和应用前景。