量子阱红外探测器概述

军用红外探测器需要使用工作在各种红外波段的大规格、高均匀性多色焦平面阵列器件。满足这些要求的一个候选者就是量子阱红外(光电)探测器(Quantum Well Infrared Photodetector,QWIP)。作为新一代红外探测器,QWIP基于极薄半导体异质结构中的载流子束缚效应。GaAs/AlGaAs/QWIP的主要优点包括标准的Ⅲ-Ⅴ族衬底材料和技术、良好的热稳定性、大面积、低研发成本以及抗辐射性。QWIP的另一个重要优点是具有带隙工程能力。可以通过调节量子阱宽度和势垒组分设计出满足特殊要求(例如多色焦平面列阵应用)的器件结构。介绍了对QWIP探测物理机制的理解以及近年来多色QWIP技术的发展状况。

针对量子阱红外探测器(QWIP)光敏元灵敏度低,参数测试条件苛刻的局限,在充分研究其工作原理的前提下,构建了其工作环境,设计了多个参数的测试方案.在液氮制冷条件下测试了8～9mGaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的电阻温度特性、电流温度特性,利用电流前放和锁相放大依次对QWIP的输出电流信号进行选频放大,测试其光电流,得到了QWIP光敏元电阻与温度的对应关系,验证了器件的负电阻温度特性,进而可以快速判断探测器光敏元的有效性.测试采用LabVIEW8.0进行数据处理、分析及显示.通过对实验数据的分析,QWIP的阻抗随温度的降低呈指数上升,暗电流随着工作温度的降低而减小,光电流随着温度的降低而增大,表明探测器的性能随工作温度的降低而逐步增强.