nbn结构工作原理:美国洛克希德马丁公司的Maimon博士等人针对锑化物超晶格探测器进行了多年的研究,并于2006年发明了“n型锑化物超晶格-势垒-n型锑化物超晶格”(nBn)器件。nBn是一种典型的单极性器件,该器件利用异质结材料能带差主要落在导带的特点,多数载流子电子的导电性能被宽禁带隔离层构成的势垒ΔEc来阻碍了。
通过控制偏压,耗尽区大部分位于宽禁带的势垒区,势垒区的产生-复合电流非常小,因此器件暗电流小,能够有高工作温度。采用nBn InAsSb/AlAsSb体材料制备的中波红外焦平面阵列由以色列SCD公司研发。该中波红外焦平面阵列的工作温度为150 K左右,噪声等效温差NETD为20mK。nBn InAsSb/AlAsSb中波红外焦平面的主要有点事可调的器件响应波长、简单的材料结构、易生长的高性能材料等,器件性能十分优越。
图1 nBn结构能带图
特别的是,利用InAs/InAsSb(无镓)型应变层超晶格(T2SLS)吸收器的红外探测器的发展取得了巨大的进步。根据InAs/InAsSb超晶格中少数载频寿命较长,开发处基于这种超晶格的各种红外探测器,包括MWIR探测器,以及偏置可选的双波段MWIR探测器。这种超晶格的红外探测器的结构包括一个n型吸收体区域和n型接触被宽带隙势垒(B)隔开。势垒被设计成单极性的,延伸到导带中以阻挡多数载流子电子在任一方向上的流动,同时在价带中没有阻碍少数载流子从吸收体流向触点的流动。
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