Al组分对GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱红外探测器峰值响应波长的修饰

摘要

为了确定量子阱红外探测器(QWIP)峰值响应波长与势垒中Al组分的关系,建立微观结构表征与宏观特性的关系,设计不同组分含量的实验样品,对样品进行相应的测试,分析探讨了Al组分与理论峰值波长的关系。利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长GaAs/AlxGa1-xAs量子阱材料,分别制备出势垒中Al组分为0.23、0.32的1#、2#样品。用傅里叶光谱仪分别对其进行77K液氮温度下响应光谱测试及室温光致荧光(PL)测试。响应光谱结果显示,1#、2#样品峰值响应波长分别为8.36、7.58μm,与由薛定谔方程计算得到的峰值波长9.672、7.928μm的误差分别为15.6%、4.6%。利用高分辩透射扫描电镜(HRTEM)对样品进行分析发现,GaAs与AlGaAs晶格的不匹配及量子阱材料生长过程精度控制不够是造成1#样品误差较大的主要原因,说明势垒中Al组分x减小致使量子阱中的子带间距离逐渐缩小,导致峰值响应波长红移。PL实验结果与理论计算相符合,说明改变势垒中Al组分x可实现QWIP峰值波长的微调。

关键词