采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法（MOCVD）生長制備30～50周期300μm×300μm臺(tái)面,外電極壓焊點(diǎn)面積80μm×80μm,內(nèi)電極壓焊點(diǎn)面積20μm×20μm的GaAs/AlGaAs量子阱樣品數(shù)件,峰值響應(yīng)波長為8.5μm,從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面分析探討了測試樣品光譜特性。用傅里葉光譜儀分別對其進(jìn)行50 K液氦溫度下光譜響應(yīng)測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示1#,2#樣品峰值響應(yīng)波長分別為8.38μm,8.42μm,與理論峰值響應(yīng)波長8.5μm分別相差0.12μm,0.08μm,誤差約為1.4%,0.9%。兩樣品峰值響應(yīng)波長實(shí)驗(yàn)值與理論值誤差均小于2.0%,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法技術(shù)可滿足量子阱紅外材料生長工藝要求,探測器電極壓焊點(diǎn)面積大小與位置對器件光譜特性影響甚微,該誤差主要由測試系統(tǒng)引起的,利用高分辨透射掃描電鏡（HRTEM）對樣品的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析研究,說明雖然樣品存在不同程度位錯(cuò)現(xiàn)象,但由GaAs與AlGaAs晶格間不匹配帶來的應(yīng)力應(yīng)變對器件宏觀光譜響應(yīng)特性影響不明顯。 

【文章來源】：光電子·激光. 2020,31(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

QWIP樣品結(jié)構(gòu)示意圖

其中,美國珀金艾爾默(Perkin-Elmer)公司設(shè)計(jì)的Spectrum GX系列FTIR光譜儀作為光源,其自帶的硅碳棒光源波長范圍為2.5～25 μm。如2圖所示,FTIR光譜儀是利用邁克爾遜干涉儀來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的。若分束器上接收到來自于光源出射的紅外輻射時(shí),那么平行光束被分為兩束,一束透過分束器反射至定鏡上,經(jīng)定鏡后反射回分束器上,在分束器上再次發(fā)生透射與反射,反射部分也照到器件上,因而這復(fù)合的兩束光是相干光。另一束被反射至動(dòng)鏡上,又被動(dòng)鏡反射到分束器上,同時(shí)在分束器上再次發(fā)生透射與反射,透射部分照到器件上。兩束光的光程差可通過移動(dòng)動(dòng)鏡實(shí)現(xiàn)變換,在器件的出射方向,可以觀察到干涉條紋。通過改變光程差可獲得隨光強(qiáng)變化的中央干涉圖,對其函數(shù)作快速傅里葉變換即得到光譜。分光系統(tǒng)是整個(gè)測試的關(guān)鍵核心部分,主要實(shí)現(xiàn)將連續(xù)光信號分解成單色信號,從而獲得探測器對不同波長的響應(yīng)。制冷系統(tǒng)采用英國牛津公司推出的CRYOSTAT系列1050CS型液氦低溫恒溫器,制冷范圍為4 K～300 K,冷頭上每增加450 g質(zhì)量,降溫時(shí)間將延長25 min。利用LABVIEW編程實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的軟件分析與處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù),并輸出測試結(jié)果的圖形或表格形式。3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

式中E1為阱中基態(tài)能級(由傳輸矩陣法求解),E2為阱中激發(fā)態(tài)能級(由下面薛定諤方程求解),h為普朗克常量,c為光速。能級的計(jì)算基于有限深方勢阱模型和有效質(zhì)量近似理論�？梢缘玫狡骷逯挡ㄩL理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值,如表1所示。根據(jù)量子阱紅外探測器的探測峰值波長計(jì)算公式(1),以及圖3(a),(b)顯示的1#,2#樣品峰值響應(yīng)波長8.38 μm與8.42 μm,可得1#樣品電子的躍遷能量為149.0 meV,2#樣品電子躍遷能量為148.3 meV。


本文編號：2975665