半导体远红外成像的物理与器件研究是当代红外光电子物理学科前沿。本课题提出一种工作在40-200微米甚至更长的全新GaAs无像元(pixelless)远红外成像的新方法、新技术。主要借助于半导体中光子频率上转换的概念,充分利用成熟GaAs材料制成的同质结远红外探测器和高效的Si CCD成像器件,这种远红外成像器件无需大规模列阵研制,具有成本低、简单、响应波长可调和高效等优点。本课题在实现高质量GaAs远红外探测器与InGaAs/GaAs发光二极管集成结构的分子束外延生长基础上,通过系统的光电特性实验研究、光学上转换器件特性研究与理论分析相结合的方法,掌握器件结构中光激发载流子及其动力学输运的微观机制;集中从物理上深入研究提高触发发光二极管输出高效率近红外光子的机制,进一步提高上转换的外量子效率,建立理想的物理模型,指导远红外成像设计,尝试实现这种全新的远红外成像技术。
主要从事凝聚态光谱与光电子器件物理、太阳能光伏科学与工程方面的实验研究工作,在磁性半导体材料元激发谱、低维半导体微结构特性研究和新型半导体远红外探测器研制等方面作出了重要的贡献,在半导体量子结构阵列体系的控制合成与性能、有序硅量子点结构中的光电特性与量子调控、新型半导体氮化物和氧化物的光电特性及半导体远红外/太赫兹探测与成像等方面取得一系列创新成果。