Detektory HOT zakresu średniej podczerwieni

• Autorzy: Martyniuk P. , Gawron W. , Rogalski A.

Warianty tytułu

EN

HOT Detectors for MWIR Range

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (12 ; 10-13.06.2013 ; Darłówko Wschodnie ; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Fotonowe detektory średniej podczerwieni wymagają chłodzenia celem zredukowania niepożądanych szumów, wśród których główną rolę odgrywają procesy generacyjno-rekombinacyjne (GR) Augera i Shockley-Read-Halla (SRH), jak również efekty tunelowe. Zwiększenie temperatury pracy detektora (warunki pracy HOT – high operating temperature) jest istotnym elementem wytwarzania systemów detekcyjnych spełniających kryteria SWaP (size, weight and power). Początkowe prace nad detektorami HOT skupiły się na wykorzystaniu efektu fotoprzewodnictwa i efektu fotoelektromagnetycznego. W następnej kolejności podjęto próby wykorzystania zjawisk nierównowagowych ograniczających procesy GR Augera, jak również zredukowania objętości detektora, czego ostatnim przykładem są struktury typu PTD (photon trapping detectors). Badane od dwóch dekad unipolarne i komplementarne struktury barierowe, jak również struktury wielokrotne (CID-cascade infrared detectors) zademonstrowały możliwości pracy w warunkach HOT. Niniejszy artykuł przedstawia osiągi barierowych detektorów typu nB_nnn⁺ InAsSb; nB_nn, nB₁nB₂ z HgCdTe oraz CID z T2SLs InAs/GaSb oraz ich możliwości w rozwoju wysokotemperaturowych detektorów MWIR na tle innych technologii HOT.

EN

The photon infrared detectors require cryogenic cooling to suppress dark current, which is typically limited by Shockley-Read-Hall (SRH) and Auger generation-recombination (GR) processes and tunneling effects. Currently, increasing the operating temperature (HOT-high operating temperature) of the infrared detection systems without sacrificing its performance remains to be a crucial objective as for as SWaP (size, weight and power) is concerned. The preliminary R&D was focused on the photoconductive and photoelectromagnetic effects. The next step was to incorporate non-equilibrium effects to suppress GR Auger process. The idea of PTD (photon trapping detectors) has been used to increase quantum efficiency and limit dark current. Recently, the barrier UBIRD and CBIRD structures (T2SLs InAs/GaSb, InAsSb, HgCdTe) and cascade architectures (CID - cascade infrared detectors) has shown the potential capabilities to operate at HOT conditions. The paper presents the nB_nnn⁺ InAsSb; nB_nn, nB₁nB₂ z HgCdTe barrier structures’ performance and T2SLs InAs/GaSb CID detectors and their potential capabilities in HOT detectors’ development in MWIR range.

Słowa kluczowe

PL

HOT; BIRD; CID; PTD; HgCdTe; T2SLs InAs/GaSb; InAsSb

EN

HOT; BIRD; CID; PTD; HgCdTe; T2SLs InAs/GaSb; InAsSb

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 54, nr 10
• Strony: 35--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wykr.

Twórcy

autor

Martyniuk P.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Fizyki Technicznej, Warszawa

autor

Gawron W.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Fizyki Technicznej, Warszawa

autor

Rogalski A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Fizyki Technicznej, Warszawa

Bibliografia

• [1] J. Piotrowski, A. Rogalski, „Uncooled long wavelength infrared photon detectors”, Infrared Physics & Technol. 46, 115-131, 2004.
• [2] J. Piotrowski, A. Rogalski, „High-Operating Temperature Infrared Photodetectors”, SPIE Press, Bellingham, 2007.
• [3] J. Piotrowski, A. Piotrowski, „Room temperature IR photodetectors”, in Mercury Cadmium Telluride. Growth, Properties and Applications, edited by P. Capper and J. Garland, pp. 513-537, Wiley, West Sussex 2011.
• [4] P. Martyniuk, A. Rogalski, „HOT infrared detectors”, Opto-Electron. Rev., 21 (2), 239-257, 2013.
• [5] E. Weiss et al., „InAsSb-based XBnn bariodes grown by molecular beam epitaxy on GaAs”, Journal of Crystal Growth 339, 31-35, 2012.
• [6] A. M. Itsuno, J. D. Philips, S. Velicu, „Design and modeling of HgCdTe nBn detectors”, J. Elect. Mater. 40, 1624-1629, 2011.
• [7] P. Martyniuk, A. Rogalski, „Modelling of MWIR HgCdTe complementary barrier HOT detector”, Solid-State Electron. 80, 96-104, 2013.
• [8] N. Gautam, S. Myers, A. V. Barve, B. Klein, E. P. Smith, D. R. Rhiger, L. R. Dawson, S. Krishna, „High operating temperature interband cascade midwave infrared detector based on type-II InAs/GaSb strained layer superlattice”, Appl. Phys. Lett. 101, 021106-1-4, 2012.
• [9] R. Q. Yang, Z. Tian, Z. Cai, J. F. Klem, M. B. Johnson, H. C. Liu, „Interband-cascade infrared photodetectors with superlattice absorbers”, J. Appl. Phys. 107, 054514-1-6, 2010.
• [10] Z. Tian, R. T. Hinkey, R. Q. Yang, D. Lubyshev, Y. Qiu, J. M. Fastenau, W. K. Liu, M. B. Johnson, „Interband cascade infrared photodetectors with enhanced electron barriers and p-type superlattice absorbers”, J. Appl. Phys. 111, 024510-1-6, 2012.