短周期ⅱ型inasgasb超晶格中红外探测

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1、短周期II型InAs/GaSb超晶格中红外探测袁方园金芹潍坊科技学院中国矿业大学物理学院文章研宂丫短周期InAs/GaSb（SLs）II型超晶格的红外光电特性。研究发现将InAs/GaSb超晶格各层生长宽度调节在20/25左右，可以实现中红外波段的禁带宽度。我们发展了修正的八能带K.P模型计算了该超晶格系统的电子子带结构,模型充分考虑了牛.长层之间的界面效应。模型只需要微观界面效应这一个可调参数，就可以得到与实验结果符合的非常好的理论结果。研宄发现将GaSb的厚度固定为24，InAs的厚度从23降到17时，SLs的带隙宽度可以从275

2、meV调节到346meV;或者InAs的厚度为21，GaSb的厚度从18增加到27时，SLs的带隙宽度可以从254meV调至313meV。该理论研究证明短周期InAs/GaSbII型SLs可以应用于带宽为35um的中红外光电探测。关键词：中红外探测;InAs/GaSb;超品格;袁方园（1982-），女，山东潍坊人，讲师，主要从事材料光电性质的研宄工作。E-mail:415123671@qq.com.金芹，E-mail:128346164l@qq.com.2017-04-25基金：屮央高校基本科研业务费专项资金（批准号:2015XKMS

3、077）Short-periodInAs/GaSbtype-IISuperlatticesforMid-infraredDetectionYUANFang-yuanTINQinWeifangCollegeofScienceandTechnology;CollegeofPhysics,ChinaUniversityofMiningandTechnology;Abstract：Wepresentedatheoreticalstudyonoptoelectronicpropertiesofshort-periodTnAs/GaSbtype-

4、IIsuperlattices(SLs)grownalongthc[001]direction.TheInAs/GaSblayerwidthswerevariedaround20/25toachieveavarietyofmid-infraredbandgaps.Theelectronicmini-bandstructureforsuchSLsiscalculatedbythemodifiedeight-bandK•Pmodelthatincorporatesthemicroscopicinterfaceeffect.Withonly

5、oneadjustableparametercharacterizingthemicroscopicinterfaceeffect,wecanachieveagoodagreementbetweentheoreticalresultsandexperimentaldata.VaryingtheSLlayerthickness,weareabletochangetheSLbandgapfrom275to346meVbydecreasingtheInAslayerthicknessfrom23to17atafixedGaSblayerth

6、icknessof24，orfrom254to313meVbyincreasingtheGaSblayerthicknessfromlSto27atafixedInAslayerthicknessof21.Thisstudyconfirmsfurtherthatshort-periodInAs/GaSbtype-11SLscanbeusedasmid-infraredphotodetectorsworkingatthe3npmbandwidth.Keyword：mid-infrareddetection;TnAs/GaSb;super

7、lattices;Received：2017-04-25在InAs/GaSbII型超晶格（SL）系统中，电子和空穴分别局限在InAs和GaSb层,这与电子和空穴局限在和同的材料层的传统的半导体SL系统形成鲜明对比。利用这个性质，InAs/GaSbII型SL中，InAs层的电子态和GaSb层的空穴态之间的能量分布可以通过改变SL层的厚度进行有效调控。另外，TnAs/GaSbII型超晶格还具有InAs的导带底低于GaSb的价带顶的断带结构，通过调整SL层的生长厚度，SL的带隙可以实现在2~30Pm的波长范围内变化。在无掺杂InAs/GaS

8、bII型SL中，电子/空穴与輻射光场和互作用，存在两种主要的光吸收通道。一种是在GaSb层中电子吸收光子从被占据的价带通过禁带跃迁到InAs层的导带中。另一种是在相同的材料层中激发电子从被占据的导带或价带跃迁到没冇被占据