摘要

针对硅基材料在1319 nm激光辐照下产生带外响应的问题,研究了硅材料中的本征点缺陷对响应特性的影响。根据第一性原理建立了晶胞模型,比较了几种典型点缺陷状态下硅材料的能级分布特性,在此基础上分析了本征点缺陷对硅材料光电响应特性的影响。结果表明:空位和自间隙原子两种缺陷都能够改变硅材料的能带结构和响应特性。532 nm激光辐照时,硅基光敏单元的输出饱和阈值明显降低。当辐照波长为1319 nm时,硅材料产生明显的带外响应,其中贡献最大的是四面体间隙缺陷。此时材料带隙消失,吸收系数高达50391cm-1,折射率减小约25.99%,从而硅材料在1319 nm处的量子效率值最大,导致光电响应最为强烈,输出饱和阈值最小,为0.0015 W·cm-2。