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《半导体远红外反射镜中反射率和相位研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第/%卷第$期"##-年$月物理学报RS:,/%，QS,$，*IT9:，"##-’###72"&#K"##-K/（%#$）K"$’/7#-*HL*M5NOPH*OPQPH*!"##-H=9?,M=U+,OSE,"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""半导体远红外反射镜中反射率和相位研究!!徐敏张月蘅沈文忠（上海交通大学物理系，上海"##"$#）（"##%年&月’$日收到；"##%年’"月’$日收到修改稿）以()*+材料为例，研究了半导体远红外反射镜中的反射率和相位,通过拟合不同掺杂浓度下样品的远
2、红外反射谱，得到了自由载流子的弛豫时间随掺杂浓度变化的经验公式，并把该规律应用到数值计算中,详细讨论了反射镜的结构和材料参数对反射率!和相位!的影响,根据腔体内吸收率最高的判据得到了最优的反射镜的参数，并计算了这种优化后的反射镜的波长选择特性,最后，通过远红外反射光谱的测量，从实验上验证了这种反射镜的实际效果,所得结论为半导体远红外器件中的反射镜设计提供了参考,关键词：远红外反射镜，反射率，相位!"##：-.%/0，$""/1GH6反射镜的设计须考虑以下三点：（’）选取的’F引言反射镜材料必须与探测器材料形成很好的晶格匹配；（"）反射镜能够在探测器适用的波段提供高的反远红外探测器
3、由于其在天体物理、红外物理和射率和与之相匹配的相位；（2）反射镜本身对光的吸［%］新材料探索上的广泛应用已成为近些年研究的热收应尽可能低,根据这三点要求，我们针对()*+点,量子效率是衡量探测器性能的一个重要指标，也同质结远红外探测器（探测原理是利用高掺杂和非是探测器迈向实用的关键,提高量子效率一个很有掺杂同质结界面上的功函数差异，通过内光发射实效的方法就是提高探测器腔体内的光吸收率,经研［-，.］现远红外探测），提出了一种新型的适用于远红究发现，在半导体光电探测器上施加一对反射镜构外波段的GH6（反射镜）设计方案,为简化设计，顶部成谐振腔增强（GH6）结构能够显著地提高探测器的
4、反射镜由探测器与空气形成的界面形成,底部反射［’］光吸收,目前，这种GH6结构已经在许多其他类镜的具体结构是在半绝缘的()*+衬底上生长一个型的光电探测器上得以实现，如I797?光电二极周期的非掺杂K掺杂()*+层（这是因为过多的周期［"］［2］［$］［%］管、雪崩二极管以及肖特基光电二极管等都数会导致探测器腔体内的吸收率降低），接着生长取得了良好的效果，有的量子效率甚至高达&#J，作为同质结远红外探测器底部电极层的重掺杂显示出良好的效果和结构的通用性,但至今为止()*+层,对于给定的远红外探测器，GH6的设计也GH6的应用通常只局限在近红外和中红外探测器，就简化为底部反射镜的设
5、计,所用的设计思路和计远红外探测器上尚没有这方面的尝试,这是由于在算方法也适用于其他类型远红外探测器反射镜的远红外波段波长较长，而且存在自由载流子的吸收,设计,这些因素使得构成GH6的反射镜不能简单采用近我们知道，无论远红外探测器底部反射镜的结红外和中红外探测器上常用的分布式布拉格反射构多么复杂，都可以等效为反射率为!，相位为!［&］镜，从而使得GH6在远红外探测器上的实施遇到了的一层界面,GH6的实际效果（使得探测器腔体内［"］一定的困难,GH6设计的关键就是反射镜的设计，的光吸收率增大）和底部反射镜的!，直接相关，!因此研究适用于远红外波段的反射镜，无论是从物不同结构和材料参
6、数的底部反射镜即反应为不同的［/］理角度还是器件研究的角度，都有很重要的意义,!和!,因此，!和!是衡量反射镜性能的两个重要!国家自然科学基金（批准号：’#’"/$’%，’#2#$#’#，%#/-%#%-）和上海市青年科技启明星跟踪计划（批准号：#/345’$’’）资助的课题,!678)9:：;<+=>?@+ABC,>DC,E?+6(0物理学报;0卷E9参数!本文以!"#$%&材料为例，通过数值计算细致研的正向电场#和反向电场#叠加的结果’根据麦究了这种远红外反射镜的结构和材料参数的变化对克斯韦方程和边界条件，可以得到多膜系第$层和［((］"和!所产生的影响，以及这种远红外反射镜
7、的波第$E(层材料的电场之间的关系如下：E长选择性’根据适当的参数制备出了这种底部反射#$镜样品，通过其反射谱的测量，从实验上验证了这种(#9)$反射镜的实际效果’所得结论为其他不同类型的远GGæ%$E("2$E(%$E(9"2$E(ö红外探测器反射镜的设计提供了理论基础和参数ç[(EG]@[(9G]@÷E(%$%$#$E(依据’Fç÷()（’(）+ç%G%G÷#9$E("2$E(9"2$E(作为一种成熟的材料，#$%&已经被广泛地应用ç(9@$E((E@$E(÷è[%G][%G
