藉由優化光柵結構提高多彩量子井與超晶格紅外線光偵測器之響應度

楊濤

doi:10.6342/NTU201701977

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藉由优化光栅结构提高多彩量子井与超晶格红外线光侦测器之响应度

Highly response multi color quantum well and superlattice infrared photodetector with grating structure optimization

杨涛 , 硕士　　导师：管杰雄　　

繁体中文 DOI： 10.6342/NTU201701977

表面消逝波；光栅结构；量子井红外线光侦测器；超晶格红外线光侦测器； Evanescent wave ； grating structure ； Quantum Well infrared photodetector (QWIP) ； Superlattice infrared photodetector (SLIP)

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摘要 │ 参考文献 (27) │ 国际计量

摘要〈TOP〉

并列摘要〈TOP〉

Quantum wells Infrared photodetector have been widely used in many fields, such as astronomy, medical, construction, military, security systems and etc. In our study, superlattice structure is added in order to enhance light absorption efficiency. Grating structure can also improve responsivity.
The effect of grating system not only can concentrate light energy and then improve the photocurrent, but also can greatly increase its absorption in the active layer. Superlattice structure can help electrons easily excited by photons, which make our device can be operated at low bias voltage. Due to the small resistance, the dark current can be effectively reduced and then reduce the noise generation. Another study is to enhance responsivity of the photo detector by changing grating depth.
We find that as the period of grating structure is fixed at 2μm, the relationship between the grating depth and the responsivity is not an increasing function. According to the results, the optimal value of the responsivity is detected when the grating depth is 1.3 μm. Compared with the devices without the grating structure, our best device had 2.5 times of the gain. The maximum operation temperature of our best device is measured at 83K.

参考文献 ( 27 ) 〈TOP〉

[3]. Gunapala, S. D., & Bandara, S. V. (n.d.). GaAs / AIGaAs based quantum well infrared photodetector focal plane arrays.
连结：
[4]. RK, N. (1994). Chapter 1: Introduction, 1–10. https://doi.org/10.1016/S0167-8922(08)70751-X
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[6]. Andersson, J. Y., & Lundqvist, L. (1991). Near-unity quantum efficiency of AlGaAs/GaAs quantum well infrared detectors using a waveguide with a doubly periodic grating coupler. Applied Physics Letters, 59(7), 857–859. https://doi.org/10.1063/1.105259
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[7]. Moon, J., Li, S. S., & Lee, J. H. (2003). A high performance quantum well infrared photodetector using superlattice-coupled quantum wells for long wavelength infrared detection. Infrared Physics and Technology, 44(4), 229–234. https://doi.org/10.1016/S1350-4495(02)00226-8
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