光电局域场调控下窄禁带半导体光电特性模拟

葛浩楠1, 谢润章2
1中科院上海技术物理研究所
2中国科院上海技术物理研究所
发布日期 2024

随着红外光电技术的发展,高响应性、超低暗电流和高响应速度已成为下一代红外光电探测器的重要因素。然而,为了获得高量子效率,吸收层的最小厚度被限制在大约一个或几个波长长度,这导致光生载流子的传输时间长。在这项工作中,我们提出了一种光子捕获结构,该结构利用金属的趋肤效应来产生横向传输模式,以增强红外光电探测器的吸收。本文讨论了InAs、InSb、InAs/GaSb 二类超晶格、InAs/InAsSb 二类超晶格和HgCdTe红外光电探测器光子捕获结构的光学性质。对光学性质的吸收和光电学性质的响应性进行了系统的数值研究。光学模拟表明,HgCdTe红外光电二极管在8.5 ~ 11µm处的吸收率超过80%,在9.73µm处的吸收率最大值为95%。光电模拟结果表明,在7 ~ 10µm处的响应率比没有光子捕获结构的普通HgCdTe红外光电二极管显著提高。