[发明专利]一种实现波长拓展功能的量子阱红外探测器及设计方法

摘要

本发明公开了一种实现波长拓展功能的量子阱红外探测器及设计方法。其特征在于，器件结构自下而上依次为下电极、量子阱的激活层、中间介质层、金属反射层。优化方法是通过数值模拟和理论计算发现在介质超材料结构和金属反射镜之间加上一层介质层，可以在有效的增强入射光和量子阱相互作用的同时也能有效的降低金属的吸收，进而改善量子阱红外探测器的性能，另外通过结构的优化，可以实现本征探测波长在10微米的电磁波，在20微米甚至更远的波长也有很高的吸收，进而为实现红外探测器的波长拓展提供了新的依据。本发明对于改善器件的性能和优化器件设计都有着十分重要的意义。

主权项

一种实现波长拓展功能的量子阱红外探测器，包括下电极(1)、激活层(2)、光栅(3)、中间介质层(4)和上电极(5)，其特征在于：所述的量子阱红外探测器结构自下而上依次为：下电极(1)、激活层(2)、光栅(3)、中间介质层(4)和上电极(5)，其中：所述的下电极(1)的材料为砷化镓，掺杂浓度均为2╳1018cm‑3，厚度为500‑800纳米；所述的激活层(2)是20层的砷化镓和铝镓砷复合结构，每层复合结构中，砷化镓的厚度是4.5‑5纳米，铝镓砷的厚度是45‑50纳米，掺杂浓度均为2╳1018cm‑3；所述的光栅层(3)的材料是低掺杂的砷化镓，光栅的周期是5.3‑10微米，占空比是0.5微米，材料的折射率为3.1；所述的中间介质层(4)的材料是氮化硅，厚度是2‑3微米，折射率为1.9；所述的上电极(5)是金电极，厚度为100‑200纳米。