Quantentopf-Strukturen für Infrarot-Detektor-Anwendungen

Der Nachweis von MWIR (mittelwellige Infrarotstrahlung) ist für industrielle, biomedizinische und militärische Anwendungen von grosser Bedeutung. Hochleistungs-IR-FPAs der dritten Generation sind bereits ein attraktives Angebot für den Entwickler von IR-Systemen. Sie decken z.B. Mehrfarbigkeit (mindestens zwei und vielleicht mehr verschiedene Spektralbänder) mit der Möglichkeit der gleichzeitigen Detektion in Raum und Zeit sowie immer grössere Grössen ab. Eine Typ-II-Bandausrichtung, so dass das Leitungsband der InAs-Schicht niedriger ist als das Valenzband der GaSb-Schicht. Die effektive Bandlücke dieser Strukturen kann von 0,4 eV bis zu Werten unter 0,1 eV eingestellt werden, indem die Dicke der konstituierenden Schichten variiert wird, was zu einem enormen Bereich von Detektor-Cutoff-Wellenlängen führt (3- 20mim). Dieses Buch konzentriert sich auf die verschiedenen Schlüsseleigenschaften des optischen (Empfindlichkeit und Detektivität) und elektrischen (Oberflächenleck- und Dunkelstrom) Infrarot-Detektors. Der Nachweis des Konzepts wird anhand von Infrarot-P-I-N-Fotodioden auf der Basis von InAs/GaSb-Übergittern mit einer Grenzwellenlänge von ~8,5 µm und einer Bandlückenenergie von ~150 meV bei einer Betriebstemperatur von 78 K erbracht, bei der die Unterdrückung von Oberflächenleckströmen beobachtet wird.