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《山东大学》 2006年
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宽带量子阱红外探测器(QWIP)的研究

张健  
【摘要】:GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱红外探测器由于其灵敏度高,响应速度快,响应波长范围可调,器件性能均匀一致性好,有利于制成二维焦平面阵列等优点,因而,近十多年来,量子阱红外探测器的研究取得了迅速发展。然而量子阱红外探测器的光谱响应带宽较窄,这种红外探测器用于热成像时,则有些波长的光信号将被丢失,而会影响热成像质量。因此,增加量子阱红外探测器的光谱响应带宽是一个重要研究课题。为解决这一问题,本工作从理论和实验上进行了较系统的研究,其论文主要内容包括: 根据电子干涉模型,计算了GaAs/AlGaAs多量子阱结构的子能级位置,理论计算指出:多量子阱结构势垒以上存在着由电子干涉形成的传导态和定域态。处于传导态上的电子,在多量子阱结构中可沿与界面垂直方向输运,而处于定域态上的电子,基本限制在GaAs阱层中,难以在整个多量子阱结构中运动。并将此理论结果与K.P模型的计算结果作了比较。 实验测量了GaAs/AlGaAs多量子阱结构的光电流谱,观察到许多电流峰,并且将此实验结果与理论计算结果进行对照。发现实验结果与理论计算值相当好的一致。 多量子阱结构势垒以上传导态与定域态分别构成传导微带与定域微带,这些微带具有一定宽度。在外加电场作用下,这些传导微带按周期依次错开,形成Wannier-Stark阶梯。当存在光激发时,量子阱中的电子不仅可以竖直跃迁到其上各传导微带,而且还可以非竖直跃迁到其邻近阱上的各传导微带,在外电场作用下形成相应的光电流峰。 改变多量子阱结构的势垒宽度,可引起势垒以上各传导微带之间的能量间隔变化。当势垒宽度较窄时,各传导微带之间能量间隔较大,形成的各光电流峰之间的间距较大,彼此不交迭,光谱带宽较窄;适当增大势垒宽度,各传导微带之间的能量间隔相应变小,使形成的各光电流峰之间的间距变小而相互交迭,结果使光谱带宽展宽。采取恰当的理论设计,可选取最佳势垒宽度,使量子阱红外探测器的光谱带宽达到最大值。本工作已设计并制出的量子阱红外探
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN215

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 董珊;量子阱红外探测器高偏压下特性的研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张佩;量子阱红外探测器光谱响应测试系统研究[D];西安工业大学;2011年
2 王忠斌;基于温度变化的量子阱红外探测器探测峰值波长的研究[D];中北大学;2011年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 彭英才;赵新为;傅广生;;面向21世纪的纳米电子学[J];微纳电子技术;2006年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 郭亮;ZnO纳米线紫外探测器的制作及其性能的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
10 易光宇;介观体系中的电子输运性质及量子限制Stark效应[D];东北大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 韩卫宁;NaCo_2O_4热电材料掺杂的研究[D];郑州大学;2010年
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4 薛芳;磁场作用下椭圆量子环上激子和带电激子的基态能[D];河北师范大学;2010年
5 艾丽娜;铁磁/半导体/铁磁异质结中自旋输运和渡越时间[D];河北师范大学;2010年
6 谭刚健;Ni取代铁基p型填充方钴矿的制备与热电性能研究[D];武汉理工大学;2011年
7 刘加高;氧化锌MOCVD材料生长和器件应用[D];南京大学;2011年
8 丁正;Bi_2Te_3基热电材料的热压法制备及性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
9 徐芳;Ga_xIn_(1-x)As/GaAs量子点分子的电子结构和光学性质的研究[D];河北师范大学;2011年
10 南小武;介观压容效应在传感器应用方面的研究[D];中北大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭瑞萍;李静;孙葆森;;国外红外探测器材料技术新进展[J];兵器材料科学与工程;2009年03期
2 官文栎;连洁;王青圃;程兴奎;于元勋;;基于电子波干涉红外探测器的研究[J];半导体光电;2009年06期
3 王占国;半导体材料研究的新进展[J];半导体技术;2002年03期
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5 赵永林;李献杰;刘英斌;齐利芳;过帆;蔡道民;尹顺政;刘跳;;中波-长波双色量子阱红外探测器[J];微纳电子技术;2008年12期
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10 李献杰;刘英斌;冯震;过帆;赵永林;赵润;周瑞;娄辰;张世祖;;9μm截止波长128×128AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列(英文)[J];半导体学报;2006年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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2 徐欣;红外探测器若干物理问题研究[D];华东师范大学;2005年
3 张瑞锋;量子阱红外探测器及红外材料光电性能的研究[D];山东大学;2005年
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7 张庆伟;基于介观压阻效应微位移传感器的设计与仿真[D];中北大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 程兴奎,周均铭,黄绮;超晶格结构中电子的波动性[J];物理学报;2001年03期
【相似文献】
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1 方晓明,黄醒良,陆卫,李言谨,沈学础,周小川,钟战天,蒋健,徐贵昌,杜全钢,牟善明,李承芳,周鼎新,于美云,余晓中;7μmGaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器[J];红外与毫米波学报;1992年01期
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6 李晋闽,郑海群,曾一平,孔梅影;具有宽带响应的GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器[J];红外与毫米波学报;1994年05期
7 程兴奎,黄柏标,徐现刚,刘士文,任红文,蒋民华;GaAs/AlGaAs多量子阱结构的电子干涉与红外吸收[J];红外与毫米波学报;1997年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 李兰;刘铮;邹德恕;沈光地;;新型室温工作微机械红外探测器[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
3 陆胜天;李萍;刘诗嘉;朱龙源;龚海梅;;碲镉汞红外探测器的分步式阳极氧化新方法研究[A];2004全国图像传感器技术学术交流会议论文集[C];2004年
4 李艳龙;李铁;;CMOS兼容的微机械热电堆红外探测器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 金亿鑫;蒋红;宋航;缪国庆;周天明;;GaInAsSb非制冷红外探测器材料的研究与开发[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
6 吴峻苗;邹德恕;徐晨;沈光地;;基于MEMS技术的气动式红外探测器的计算机模拟[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
7 张柏林;陶波;;红外探测器伺服系统的设计[A];2008年电子机械与微波结构工艺学术会议论文集[C];2008年
8 黄杨程;梁晋穗;张永刚;刘大福;庄春泉;李萍;龚海梅;;InGaAs红外探测器低频噪声研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
9 黄宗坦;李家鹏;赵玉琼;黄伟;陈军;陈晓屏;;半导体制冷器在红外探测器中的应用及发展趋势[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年
10 张勇;王子成;;双色红外探测器在红外水分仪中的应用[A];第六届全国气湿敏传感器技术学术交流会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;宽带通信演绎无限精彩[N];人民邮电;2008年
2 李中朝;重庆实施村村通宽带惠民工程[N];人民邮电;2008年
3 赖佳 记者 蒲刚;全市实现宽带网络乡乡通[N];广元日报;2009年
4 刘鸣凤;卢家坝水泥项目电视电话宽带即将开通[N];广元日报;2009年
5 撰文/程鹏 马晓亮;宽带通天下 网开财富门[N];南方日报;2009年
6 ;打造成功的移动宽带 三个关键着眼点[N];人民邮电;2009年
7 本报记者 张煜 编译;各国政府推动宽带建设 应对金融危机拉动经济[N];中国电子报;2009年
8 本报记者 常九明;宽带提速釜底缺薪[N];通信产业报;2009年
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10 姜岩 冯俊伟 黄堃;移动宽带将助推手机改变媒体格局[N];中国贸易报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张健;宽带量子阱红外探测器(QWIP)的研究[D];山东大学;2006年
2 李会勇;宽带数字阵列波束形成算法及应用研究[D];电子科技大学;2009年
3 王俊;碲镉汞红外探测器光电响应特性的机理研究[D];中国科学技术大学;2012年
4 吴传贵;BST热释电薄膜材料及在红外探测器中的应用基础研究[D];电子科技大学;2009年
5 董珊;量子阱红外探测器高偏压下特性的研究[D];华中科技大学;2012年
6 刘靖;光子晶体量子阱谱结构和场分布的研究[D];华中科技大学;2007年
7 胡智勇;宽带光纤放大器技术与光通信光源技术[D];天津大学;2004年
8 张进;宽带阵列信号波达方向估计算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
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10 徐峥谊;微机械热电堆红外探测器[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周勇;宽带毫米波四倍频器组件[D];南京理工大学;2003年
2 杨琨;宽带混沌信号产生的研究[D];南京理工大学;2004年
3 王新春;高速宽带数字测频技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
4 曹明;宽带多载波基带传输系统硬件平台设计与部分算法研究[D];浙江大学;2004年
5 胡华;基于DDS的宽带快速跳频频率合成器的设计[D];浙江大学;2005年
6 崔子良;宽带雷达小型化及其实测数据处理[D];西安电子科技大学;2011年
7 刘颖颖;宽带高性能射频模块的研究与实现[D];北京邮电大学;2011年
8 严少虎;宽带无线IP网络中移动主机的研究与实现[D];西安电子科技大学;2001年
9 解超;宽带路由器嵌入式操作系统的设计与实现[D];浙江大学;2004年
10 潘雪明;宽带及双频双极化微带天线研究[D];西安电子科技大学;2005年
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