光电探测器器件研究课件

2.石墨烯/硅异质结光电探测器的光谱灵敏度
的 刻 蚀
金 属 电 极 的 淀 积
石 墨 烯 的 复 合
SiO2
石 墨 烯 的 刻 蚀
a图是石墨烯光电二极管的制备原 理，将石墨烯转移到预先做好的p 型和n型硅上面。
b图是显微镜下扫描的结果图， 其中石墨烯一端与一个金焊丝 形成欧姆接触，而另一端与si 形成了pn结。
1.二极管电桥嵌入InGaN /GaN的双向开 关
工 艺 过 程 ;psi 衬 底 利 用 cl2/Bcl3 的 等 离子体刻蚀栅 极的凹槽，平 坦化表面，使 其实现常断的 功能，淀积 400nm 的 AL2O3 ， 在 180 摄 氏 度 下进行热退火， 用 al/Ti/Mo/Au 形成欧姆接触， 接触电阻为 0.5 欧 姆 ， 方 块 电 阻 为 385 欧姆/毫米。
国外焦平面红外探测器的生产厂商 主要分布在美国 英国 法国 德国 日 本及以色列等 美国Northrop Grumman公司研制 的硒化铅探测器被认为是焦平面红 外探测的一大突破 法国Sofradir公司的红外探测器产 品较多，包括HgCdTe，InSb， InGaAs，QWIP以及微测辐射热计 覆盖了短波 红外中波 红外 长波红外光谱
4.用于气敏的中红外表面发射和探测量子级联 装置
SEM环状的QCL探测器以及所 有接触区，外径400um
发射和检测区域，AR-active region(有源区）在AR（有源 区）由包层覆盖，以提供激光 器的环形腔的波导。探测器底 部接触是通过一个可选的保护 环包围。
激光远场测试，无任何镜头，显 示循环强度的条纹，在4度时，强 度最强。
反偏状态下，石墨烯/si 的能带图
光照时，入射光子在石墨烯和 n型Si上面产生电子空穴对， 通过施加反向电压，n-si的空 穴加速进入石墨烯，从而形成 较大的电流。
3.高灵敏度太赫兹量子点红外探测器
红外探测器分类研究
红外探测器按探测机理 分类：热探测器和光探 测器 按其工作中载流子类型 分类：多数载流子器 件和少数载流子器件
国外探测器 性能指标
高灵敏度太赫兹量子点红外探测器
不同量子高度对应的吸收峰， 我们发现：h=3.5nm，对应 的峰值在46nm和51nm。 h=3nm，对应的 峰值是34nm和38nm。
图1a显示的是σ=1ev，不同 偏振角对应的吸收；图1b显 示的是σ=3ev，不同偏振角 的吸收。趋势不变，只是整 体缩小1/3.
2.石墨烯/硅 异质结光电探测器的光学灵敏度
石墨烯的特点：高载流子迁移率高导热率. 优良的光学透过率 优良的力学特性等 这些性质使得石墨烯在纳米领域的应用范围非常广泛。
石墨烯的应用:场效应晶体管, 光 电 器 件储 能, 太 阳 能 电池等方面获得了越来越多的应用 二硫化钼的特点：透明度高 柔韧性好 容易制备 优异的性能使MoS2在光学和电学方面有很大的前途。
圆形波纹强度
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人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
对应于不同电压下的 响应度，随着电压变 大，响应度变大，是 由于电压变大，载流 子的迁移速率变大。
相同角度时，各 向异性度越大， 对应的光暗电流 比大； 相同各向异性度， 相同角度时，随 着温度升高，光 暗电流比下降。
4.用于气敏传感器的中红外表面发射和探测量 子级联装置
量子级联激光器QCL
量子级联激光器的工作原理与通常的 半导体激光器截然不同，它打破了传 统p-n结型半导体激光器的电子-空穴复 合受激辐射机制，其发光波长由半导 体能隙来决定。 QCL 受激辐射过程只 有电子参与，其激射方案是利用在半 导体异质结薄层内由量子限制效应引 起的分离电子态之间产生粒子数反转， 从而实现单电子注入的多光子输出， 并且可以轻松得通过改变量子阱层的 厚度来改变发光波长。
量子级联探测器QCDs
传统的量子阱红外探测器往往存在 较大的暗电流和较低的工作温度等 限制量子级联探测器（ QCDs ）是 一种新型的光伏型量子阱红外探测 器 其工作原理基于电子吸收光子后 在量子阱的子带间跃迁并且激发态 电子通过人工设计的势能阶梯形成 无需外加偏置电压的定向输运 这种 基于新原理的红外探测器一经出现 便引起人们高度的关注并经历了快 速的发展
姓名：沙婷婷 学号：511251213027 导师：李文武
LAYOUT
1.Diode Bridge Embedded AlGaN/GaN Bidirectional Switch
Bong-Ryeol Park, Sang-Woo Han, and Ho-Young Cha,Member, IEEE
2.Spectral sensitivity of graphene/silicon heterojunction photodetectors
Solid-State Electronics 115 (2016) 207–212
3.Theoretical Investigation of Polarization Sensitive Terahertz Quantum Dot Infrared Photodetector
按照探测器是否需要致 冷分类：致冷型探测器 和非致冷型探测器
国内研制焦平面红外探测器主要 研究机构有上海技术物理研究所 昆明物理研究所国防科学技术大 学 南京理工大学等单位 上海技术物理研究所在碲镉汞红 外探测器的研制方面，包括材料 生长 器件工 艺 设 计 电路设计方 面 南京理工大学在红外焦平面阵列 非均匀性校正上开展了深入的研 究
Satish Kumar Singh and Jitendra Kumar,Member, IEEE
4.Mid-infrared surface transmitting and detecting quantum cascade device for gas-sensing
/scientificreports
典型的I-V曲线 工作原理
SBD电压是导通时的导通损耗，该设备存在较大的导 通损耗是由于肖特接触时较大的功函数引起的。改进 方法:采用较低的逸出功函数，肖特基接触可以显著降 低关断电压，从而减少导通时的损耗。
该设备优点：可以显著减小IC尺寸和寄生元器件，寄 生电阻，寄生电感，允许较大的切换过程，在高效率 的功率开关，高效转换器应用方面有巨大的潜力。
S1基态，S2，S3是激发态。
显示了s1~s2，s1~s3吸收系数 对于不同各向异性度，偏振角 度的影响的灵敏度。 s1~s2，相同各向异性度，随 偏振角度变大，吸收变大。相 同角度，随着各向异性度变大 而变大。 s1~s3，相同各向异性度，随 着偏振角度的变大而变小。相 同角度，随着各向异性度变大 而变大。