红外探测器是工业,军用设备及太空装置中的关键核心器件。InAs/GaSb超晶格材料因其特殊的II型能带结构和高探测率在红外波段而备受关注。本项目系统研究了GaAs基和GaSb基InAs/GaSb超晶格材料的分子束外延技术和红外探测器的制造。通过优化的生长温度,生长速度和V/III族元素束流比。我们在GaAs衬底上生长高质量的GaSb厚层,其表面粗糙度小于0.1nm(2μmx2μm)。 不同周期的InAs/GaSb超晶格材料在此GaSb厚层上生长,其截止响应波长为2.1μm和2.6μm。相关探测器的室温探测率为2×108 Jones ,77K探测率为4×109 Jones。除近红外探测器外,InAs/GaSb超晶格中红外探测器同样用分子束外延方法在GaSb衬底上生长得到。该探测器响应波长达到5μm,77K黑体探测率为1.6×1010 Jones。利用以上结果,我们将继续发展目前急需的近红外(2μm)/中红外(5μm)双波长红外探测器及红外焦平面列阵(FPA)。同时,InAs/GaSb超晶格探测器的响应波长将由中红外波段进一步拓展到甚远红外波段(>14μm)。
英文主题词molecular beam epitaxy; InAs/GaSb superlattice; infrared detector