AlGaN材料是一種寬禁帶直接帶隙半導(dǎo)體材料,禁帶寬度能夠從GaN的3.4 eV到AlN的6.2 eV進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié),具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì),耐高溫抗輻照,在AlGaN基近紫外發(fā)光二極管、紫外探測(cè)器等光電子器件方面已經(jīng)取得了豐碩的研究成果,甚至實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。目前,在AlGaN基光電子器件領(lǐng)域,研究學(xué)者的關(guān)注焦點(diǎn)主要在基于子能帶內(nèi)躍遷（ISBT）的新型AlGaN/GaN量子阱紅外探測(cè)器（QWIP）與基于帶間躍遷的深紫外發(fā)光二極管（DUV-LED）。如何對(duì)介質(zhì)界面處電場(chǎng)振動(dòng)方向和光能流動(dòng)方向進(jìn)行有效調(diào)控,以實(shí)現(xiàn)QWIP的高效垂直光耦合和DUV-LED高效光萃取,是一個(gè)亟待解決的難題�；贏lGaN QWIP和DUV-LED,本論文圍繞界面光場(chǎng)調(diào)控問(wèn)題,結(jié)合仿真和實(shí)驗(yàn)開展了深入的研究,并取得了系列成果。具體如下:（1）采用有限元法仿真設(shè)計(jì)了新型準(zhǔn)一維方形陣列金光柵結(jié)構(gòu),能夠強(qiáng)烈地改變垂直入射紅外光的能量流動(dòng)方向,產(chǎn)生大量沿量子阱材料生長(zhǎng)方向（TM）電場(chǎng)分量,在λ=4.6μm附近,QWIP器件中定義的垂直光耦合效率達(dá)85%,是二維金光柵的1.3倍,是一維金光柵的2倍。準(zhǔn)一維金光柵有三大優(yōu)勢(shì):在紅... 

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III族氮化物材料的纖鋅礦結(jié)構(gòu)原胞示意圖

) - 1.6 1.4 2.2III族氮化物材料通過(guò)調(diào)節(jié)摻入的III族Al、In、Ga摩爾量，實(shí)現(xiàn)三元化合物晶體，其禁帶寬度能夠從InN的0.69 eV到AlN的6.02 eV連續(xù)調(diào)節(jié)可調(diào)，如圖1-2所示。III族氮化物三元合金材料（AxB1-xN）的禁帶寬度與二元材料成分（AN，BN）的禁帶寬度的

系半導(dǎo)體材料，通過(guò)改變 Cd 元素的摻入量可以實(shí)現(xiàn)對(duì)響應(yīng)波長(zhǎng)在，光子吸收率高、響應(yīng)速度快。然而，Te-Hg 鍵脆弱， Hg 容易從致材料組分均勻性變差，缺陷密度變大，焦平面陣列的芯片盲元 80 年代中后期，隨著半導(dǎo)體材料外延、芯片制備和器件封裝工WIP[51]，它利用量子阱中導(dǎo)帶（價(jià)帶）電子（空穴）的子帶內(nèi)躍，它擁有諸多優(yōu)點(diǎn)：（1）響應(yīng)波長(zhǎng)可以通過(guò)量子阱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)多波段響應(yīng)；（2）激發(fā)態(tài)電子弛豫速度快，可以進(jìn)行高頻操作；（電子單向輸運(yùn)，在低壓或者零偏下進(jìn)行工作，降低暗電流；（4）性材料，減小焦平面陣列的芯片盲元率。如圖 1-3 所示，兩種禁材料交替生長(zhǎng)，且勢(shì)壘層較厚時(shí)，就形成了量子阱。被束縛在勢(shì)光子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)（費(fèi)米戈登定則），處于勢(shì)壘頂部的激發(fā)或共振隧穿的方式進(jìn)入到連續(xù)態(tài)，在外加電場(chǎng)的作用下定向運(yùn)動(dòng)現(xiàn)紅外光響應(yīng)。


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