平面漏斗形微腔集成的高性能长波红外探测器

作者：兰梦珂; 周靖^*; 陈爱英^*

来源：有色金属材料与工程, 2022, 43(04): 28-34.

DOI：10.13258/j.cnki.nmme.2022.04.005

• 平面漏斗形等离激元微腔
• 量子阱红外探测器
• 模式体积
• 比探测率

为实现量子阱红外光探测器件对垂直于阱结构的入射光吸收，减小模式体积，降低暗电流，提高比探测率 D*，提高红外光探测器件性能，以 10.55 μm 长波红外光为例，利用等离激元微腔与量子阱材料结合，形成 F-P 共振，增加 GaAs/AlGaAs 量子阱层的吸收率和器件的响应率。设计了平面漏斗形等离激元微腔集成的量子阱红外探测器(quantum well infrared photodetector,QWIP)，使用基于有限元数值仿真方法对其进行分析。结果表明：平面漏斗形等离激元微腔集成的 QWIP 具有较小的光子模式体积和较高的局域场强，光吸收率维持在 81%～89% 的情况下，可以使探测材料体积减小 38%～50%，获得的 D*比一般等离激元微腔集成的 QWIP 增大10%～15%。

• 单位
  上海理工大学; 红外物理国家重点实验室; 中国科学院上海技术物理研究所