项目进展概况
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16 14 A x1
Rapid Scan
B x20
Double Modulation 40
B A x100 x1 35 30 25 20 15 10 5 0
PL Int tensity (a.u.)
12 10 8 6 4 2 0 1000 2000 3000 4000 1000
对于较大失配InGaAs材料PL测试: z室温PL信号微弱，背景干扰增强 z国际上尚无可用专用设备 建立RT-PL RT PL测试系统: z激发光源：DSS激光器 z三种模式发射谱测量方法 z一体化原型系统
3 4 5 6 7
-1
-1
1 0x10 1.0x10
11
8
9
10
1 E -9 9
1 0 0 0 /T (K
1 E -1 0
th e o re tica l ca lcu la tio n I oh m ic
)
T=220K
5.0x10
10
1 E -1 1
0.0 180
200
220
240
260
280
300
11
R A (Ω Ω∗cm )
2.3E11
2
D*
10 10 10 10 10 10 10
5
4
2.0x10
11
3
0
2
D* ( cmHz W )
-1
1/2
1.5x10
11
1.5E11
1
0
2 . 5 u m - P la n a r - R 0 A 1 9 # 2 .5 u m -M e s a -R 0 A 2 .4 u m -M e s a -R 0 A
1 E -1 12
Байду номын сангаас
LBIC
Temperature (K)
Ie x p Ith e Id iff Ig r Io h m Ita t
Cu urrent/A
Igr I tat
1 E -1 3
魏鹏，龚海梅，et al，红外与毫米波学报，2012，录用. (SCI) H. H Deng, H.M Gong, et al, SPIE, 2012, accepted. (EI)
16000
50
XRD
InP Before After
Refracting index
1.995 1.990 1.985 1.980 1.975 1.970 1.965 1.960 1.955 1.950 600
扩散行为
14000
ICP损伤抑制
40
低温钝化膜
Ψ in degr rees
扩 散 区
12000
一、项目进展概况
项目名称：高性能近红外InGaAs探测材料基础研究及其航天应用验证 项目编号：2012CB619200 2012年目标：初步建立材料结构模型和能带调控方法，完成亚波长结 构模拟设计，实现较大失配外延材料试生长和材料初步验证。 项目进度： 2012.02.11 项目实施启动会：落实研究任务，明确项目内部管理制 度，根据专家意见细化项目和课题实施方案。 2012.03.22 专题学术讨论会：总结启动会专家意见，细化项目总体 研究思路和具体方案，明确了前两年的研究计划和任务，提出3个专 题研究方向。 2012.03.30 项目季度研究计划：根据项目年度研究目标，制定第二 季度项目研究计划，明确、细化项目承担单位研究任务，并组织实施。
PL intensity (a. u. .)
二、项目近期研究进展
z应用FDTD方法，分析微纳尺度亚波长结构散射和局域增强机理，提高探测灵敏度 局 域 增 强
散 射 增 强
z初步建立极高灵敏度RT-PL RT PL系统，为进一步开展微光敏区表征研究提供支撑 系统 为进 步开展微光敏区表征研究提供支撑
Coun nts/s
10000 8000 6000 4000 2000 0 -2000 31.65 InGaAs
30 20 10 0 600
800
1000
1200 1400 1600 1800
2000
2200
2400
2600
Wavelength(nm)
Model Fit Exp E 65 E E 75 Exp
二、项目近期研究进展
z采用MBE方法，探索数字合金插入层缓冲方法，抑制穿透位错
Energy (eV)
0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
Energy (eV)
0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
T=300 K PL intensity (a. u.)
PL
T=77 K
张永刚，顾溢，发明专利，申请号：201110118258.8.
2000
-1
3000
4000
W ave Numbers (cm )
Y. G. Zhang, et al, Rev. Sci. Instrum., 2012,83:053106. (SCI)
二、项目近期研究进展
z研究成结微观机制和钝化机理，有效抑制成结损伤并提升低温钝化效果 Experimental Data
顾溢，张永刚,发明专利，201110240308.X Y. G Zhang, et al, MIOMD-XI, 2012, accepted.
T. M Zhang, G. Q Miao, et al, Physics Procedia, 2012, accepted. (EI) 张登巍，缪国庆，发光学报，2012，33(3)：294-298. (EI)
I d iff
1 E -1 4 -0 .5 -0 .4 -0 .3 -0 .2 -0 .1 0 .0
V o lta g e /V
三、项目阶段小结及下一步计划
阶段小结： 阶段小结
z 通过缓冲层结构设计和生长参数优化，抑制穿透位错并改善有源吸收层质量； z 优化亚波长结构设计并验证宽谱范围散射增强和2.5 2 5μm附近局域有效增强效果； z 建立极高灵敏度的RT-PL测试系统，优化器件工艺技术并有效抑制成结损伤； z 试研制测试结构器件并明确其暗电流机制，为下一阶段工作开展奠定良好基础。 试 制 试 件并 确其 流机制 为 段 作 展奠 良好
B A
x1 x2 2.0 2.2 2.4 Wavelength (μm) 2.61.6
B A
x25 x50 1.8 2.0 2.2 2.4 Wavelength (μm)
1.6
1.8
2.6
z采用MOCVD方法，研究组分渐变缓冲层热处理方法，有效改善吸收层质量
AFM SEM FWHM(XRD) Hall
31.70
31.75
31.80
o
31.85
31.90
900
Omega/
1200 1500 1800 2100 2400 2700 Wavelength (nm)
z开展32×32元测试结构器件设计，分析器件物理并明确试研制器件的暗电流机制
T (K )
10 10
7
300
250
200
150
100
6
2.5x10
Rapid Scan
B x20
Double Modulation 40
B A x100 x1 35 30 25 20 15 10 5 0
PL Int tensity (a.u.)
12 10 8 6 4 2 0 1000 2000 3000 4000 1000
对于较大失配InGaAs材料PL测试: z室温PL信号微弱，背景干扰增强 z国际上尚无可用专用设备 建立RT-PL RT PL测试系统: z激发光源：DSS激光器 z三种模式发射谱测量方法 z一体化原型系统
3 4 5 6 7
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1 0x10 1.0x10
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1 E -9 9
1 0 0 0 /T (K
1 E -1 0
th e o re tica l ca lcu la tio n I oh m ic
)
T=220K
5.0x10
10
1 E -1 1
0.0 180
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220
240
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R A (Ω Ω∗cm )
2.3E11
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D*
10 10 10 10 10 10 10
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2.0x10
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D* ( cmHz W )
-1
1/2
1.5x10
11
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0
2 . 5 u m - P la n a r - R 0 A 1 9 # 2 .5 u m -M e s a -R 0 A 2 .4 u m -M e s a -R 0 A
1 E -1 12
Байду номын сангаас
LBIC
Temperature (K)
Ie x p Ith e Id iff Ig r Io h m Ita t
Cu urrent/A
Igr I tat
1 E -1 3
魏鹏，龚海梅，et al，红外与毫米波学报，2012，录用. (SCI) H. H Deng, H.M Gong, et al, SPIE, 2012, accepted. (EI)
16000
50
XRD
InP Before After
Refracting index
1.995 1.990 1.985 1.980 1.975 1.970 1.965 1.960 1.955 1.950 600
扩散行为
14000
ICP损伤抑制
40
低温钝化膜
Ψ in degr rees
扩 散 区
12000
一、项目进展概况
项目名称：高性能近红外InGaAs探测材料基础研究及其航天应用验证 项目编号：2012CB619200 2012年目标：初步建立材料结构模型和能带调控方法，完成亚波长结 构模拟设计，实现较大失配外延材料试生长和材料初步验证。 项目进度： 2012.02.11 项目实施启动会：落实研究任务，明确项目内部管理制 度，根据专家意见细化项目和课题实施方案。 2012.03.22 专题学术讨论会：总结启动会专家意见，细化项目总体 研究思路和具体方案，明确了前两年的研究计划和任务，提出3个专 题研究方向。 2012.03.30 项目季度研究计划：根据项目年度研究目标，制定第二 季度项目研究计划，明确、细化项目承担单位研究任务，并组织实施。
PL intensity (a. u. .)
二、项目近期研究进展
z应用FDTD方法，分析微纳尺度亚波长结构散射和局域增强机理，提高探测灵敏度 局 域 增 强
散 射 增 强
z初步建立极高灵敏度RT-PL RT PL系统，为进一步开展微光敏区表征研究提供支撑 系统 为进 步开展微光敏区表征研究提供支撑
Coun nts/s
10000 8000 6000 4000 2000 0 -2000 31.65 InGaAs
30 20 10 0 600
800
1000
1200 1400 1600 1800
2000
2200
2400
2600
Wavelength(nm)
Model Fit Exp E 65 E E 75 Exp
二、项目近期研究进展
z采用MBE方法，探索数字合金插入层缓冲方法，抑制穿透位错
Energy (eV)
0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
Energy (eV)
0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
T=300 K PL intensity (a. u.)
PL
T=77 K
张永刚，顾溢，发明专利，申请号：201110118258.8.
2000
-1
3000
4000
W ave Numbers (cm )
Y. G. Zhang, et al, Rev. Sci. Instrum., 2012,83:053106. (SCI)
二、项目近期研究进展
z研究成结微观机制和钝化机理，有效抑制成结损伤并提升低温钝化效果 Experimental Data
顾溢，张永刚,发明专利，201110240308.X Y. G Zhang, et al, MIOMD-XI, 2012, accepted.
T. M Zhang, G. Q Miao, et al, Physics Procedia, 2012, accepted. (EI) 张登巍，缪国庆，发光学报，2012，33(3)：294-298. (EI)
I d iff
1 E -1 4 -0 .5 -0 .4 -0 .3 -0 .2 -0 .1 0 .0
V o lta g e /V
三、项目阶段小结及下一步计划
阶段小结： 阶段小结
z 通过缓冲层结构设计和生长参数优化，抑制穿透位错并改善有源吸收层质量； z 优化亚波长结构设计并验证宽谱范围散射增强和2.5 2 5μm附近局域有效增强效果； z 建立极高灵敏度的RT-PL测试系统，优化器件工艺技术并有效抑制成结损伤； z 试研制测试结构器件并明确其暗电流机制，为下一阶段工作开展奠定良好基础。 试 制 试 件并 确其 流机制 为 段 作 展奠 良好
B A
x1 x2 2.0 2.2 2.4 Wavelength (μm) 2.61.6
B A
x25 x50 1.8 2.0 2.2 2.4 Wavelength (μm)
1.6
1.8
2.6
z采用MOCVD方法，研究组分渐变缓冲层热处理方法，有效改善吸收层质量
AFM SEM FWHM(XRD) Hall
31.70
31.75
31.80
o
31.85
31.90
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Omega/
1200 1500 1800 2100 2400 2700 Wavelength (nm)
z开展32×32元测试结构器件设计，分析器件物理并明确试研制器件的暗电流机制
T (K )
10 10
7
300
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