研究目的
通过提出一种混合金属-介质超表面来提高吸收层厚度受限的Ge/Si量子点红外探测器(QDIPs)的光电响应。
研究成果
混合金属-介质超表面显著增强了中红外锗硅量子点光电探测器的光响应,在4.4微米波长处相比裸探测器实现了15倍的峰值响应度提升。该增强效应源于表面等离子体共振与瑞利异常相关的衍射效应的耦合。
研究不足
该研究未深入探讨等离子体元件与介电元件之间耦合的理论分析。实验光谱的展宽表明孔洞和硅柱的尺寸与形状存在波动,这可能影响结果。
该研究制备了四种不同类型的Ge/Si量子点红外探测器(QDIP):参考QDIP、带有金属二维孔阵列(2DHA)等离子体结构的QDIP、结合2DHA与硅微柱的混合超表面QDIP,以及仅含硅微柱的QDIP。使用傅里叶变换红外光谱仪在78K温度下测量了这些器件的光响应和透射光谱?;谏桃等砑﨏omsol Multiphysics的三维有限元频域方法计算了近场分量分布。
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