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用于甚长波红外探测的II类超晶格材料载流子减少研究

DOI：10.1063/1.5066226 期刊：Journal of Applied Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-22 20:39:49
摘要： 目前持续致力于研发II类超晶格（SL）材料以应用于极长波红外（VLWIR）探测器领域。然而这类超晶格存在受生长条件影响的高残余电子本底掺杂密度，导致其少数载流子寿命短于理论预测值且性能参数偏低。本研究对比了InAs/GaInSb与InAs/GaSb超晶格在降低电子掺杂水平方面的技术优势。我们的变温电输运测量显示：相同带隙条件下，InAs/GaInSb超晶格设计具有更低的电子密度（其电子密度/迁移率量级约为10^11 cm?2量级/25000 cm2/V·s）。由于小周期InAs/GaInSb超晶格在给定VLWIR带隙下比大周期InAs/GaSb超晶格能产生更强的俄歇复合抑制效应，该材料有望成为未来极长波红外器件中长寿命红外材料的更优选择。
作者： H. J. Haugan，F. Szmulowicz，S. Elhamri
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

比较在极长波红外传感应用中，使用InAs/GaInSb超晶格设计相较于InAs/GaSb超晶格设计以降低电子掺杂水平的技术优势。

研究成果

与InAs/GaSb和InAs/Ga0.70In0.30Sb设计相比，InAs/Ga0.75In0.25Sb超晶格设计具有更低的电子本底掺杂密度，使其成为甚长波红外器件中长寿命红外材料的更优候选方案，不过仍需进一步研究以实现优化。

研究不足

该研究仅限于特定的超晶格结构设计与生长条件；生长缺陷与界面污染的差异可能影响结果。更薄的三元层外延挑战及应变平衡问题或限制实际应用。

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