1 上海理工大学，上海 200433
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
3 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
II类超晶格红外探测器一般通过台面结实现对红外辐射的探测，而通过离子注入实现横向PN结，一方面材料外延工艺简单，同时可以利用超晶格材料横向扩散长度远高于纵向的优势改善光生载流子的输运，且易于制作高密度平面型阵列。本文利用多种材料表征技术，研究了不同能量的Si离子注入以及退火前后对InAs/GaSb II类超晶格材料性能的影响。研究通过Si离子注入，外延材料由P型变为N型，超晶格材料中产生了垂直方向的拉伸应变，晶格常数变大，且失配度随着注入能量的增大而增大，注入前失配度为-0.012%，当注入能量到200 keV时，失配度达到0.072%，超晶格部分弛豫，弛豫程度为14%，而在300 °C 60 s退火后，超晶格恢复完全应变状态，且晶格常数变小，这种张应变是退火引起的Ga-In相互扩散以及Si替位导致的晶格收缩而造成的。
InAs/GaSb II类超晶格 离子注入 平面结 退火 HRXRD InAs/GaSb Type II superlattice ion implantation planar junction annealing HRXRD
1 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
高温工作探测器是第三代红外焦平面发展的重要方向之一。带间级联探测器结合了势垒结构与多级吸收区结构的特点，通过多量子阱弛豫和隧穿实现光生载流子单方向输运，可以有效降低来自PN结耗尽区的产生-复合暗电流；利用多级短吸收区结构，在扩散长度很短的情况下仍然可以有效地收集光生载流子，从而可以提高探测器在高工作温度下的探测性能。本文主要介绍了作者在带间级联红外光电器件方面的研究进展，包括高工作温度带间级联探测器、高带宽带间级联探测器以及带间级联发光器件等。
带间级联探测器 高工作温度 红外焦平面 发光二极管 interband cascade photodetector high operation temperature infrared focal plane arrays light emitting diode
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
2 上海科技大学 信息学院，上海 201210
本文基于长波InAs / GaSb II类超晶格红外焦平面阵列（Focal Plane Array，FPA）设计和生长了由ZnS和Ge组成的多层薄膜结构。与没有多层薄膜的FPA相比，多层薄膜使其响应峰位置从8.7 μm和10.3 μm分别移动到9.8 μm和11.7 μm，50％响应截止波长从11.6 μm移动至12.3 μm，并且在波长为12 μm处的响应强度增加了69％。总之，优化的多层薄膜可以调控FPA的响应波长，这为实现更高灵敏度和更高成像能力的长波红外探测提供了更好的平台。
II类超晶格 焦平面阵列 多层薄膜 响应调控 Type-II superlattices FPAs multi-coatings tunable response
1 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
基于分子束外延（MBE）生长技术获得了高量子效率的InAs/GaSb T2SLs中波红外（MWIR）光电探测器结构材料，表现出了层状结构生长的光滑表面和出色的晶体结构均匀性。此超晶格中波红外探测器的50%截止波长约为5.5 μm，峰值响应率为2.6 A/W，77 K下量子效率超过了80%，与碲镉汞的量子效率相当。在77 K，-50 mV偏压下的暗电流密度为1.8×10-6 A/cm2，最大电阻面积乘积（RA）（-50 mV偏压）为3.8×105Ω·cm2，峰值探测率达到了6.1×1012 cm Hz1 / 2/W。
分子束外延 高量子效率 中波红外 molecular beam epitaxy high quantum efficiency mid-wavelength infrared
1 吉林大学珠海学院, 广东 珠海 519041
2 黄山学院 信息工程学院, 安徽 黄山 245041
3 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
探讨复合绒面ZnO：Al光栅对薄膜硅太阳能电池光俘获效率的影响.织构了由关联长度（lcor）和平均高度（have）表征的绒面，叠加到周期为980 nm和槽深为160 nm的一维正弦ZnO：Al光栅上，形成复合绒面ZnO：Al光栅.前电极AZO光栅，当lcor较小和have较大时，电池的短路电流较高.若lcor取0.01，则短路电流随have的增大而升高，由have=0.05时的21.93 mA/cm2增加到have=0.80时的23.80 mA/cm2.置于背电极且lcor=0.01时，短路电流随have的增加而逐渐减小，由have=0.05时的25.50 mA/cm2降到have=0.80时的24.81 mA/cm2.采用直流溅射和化学腐蚀方法分别制备了无绒面ZnO：Al光栅和lcor=0.01，have=0.14的复合绒面ZnO：Al光栅.反射率测试结果表明，复合绒面ZnO：Al光栅总反射率（8.3%）较无绒面ZnO：Al栅（10.2%）降低了1.9%，镜面反射率（4.7%）较无绒面ZnO：Al栅（6.8%）降低了2.1%.以实验制备的两种光栅为模型用严格耦合波方法进行模拟，计算结果表明与无绒面ZnO：Al光栅相比，复合绒面ZnO：Al光栅的总反射率和镜面反射率均显著下降.复合绒面ZnO：Al光栅由于具有较好的减反作用更适合用作薄膜电池前电极，从而得到更高的短路电流；而无绒面ZnO：Al光栅因具有较高的反射适用于背电极，能将到达背电极的光子重新返回硅吸收层而获得更高的陷光效率.
绒面 光栅 薄膜电池 短路电流 反射率 Rough surface Grating Thin film solar cell Short-circuit current Reflectivity
同济大学 精密光学工程技术研究所, 上海 200092
以激光干涉法得到的光刻胶图案为掩模, 采用湿法刻蚀和溶脱-剥离法制备了具有良好减反射特性的亚微米掺铝氧化锌(ZnO:Al, AZO)光栅。表面形貌特征和反射光谱测试结果表明, 湿法刻蚀较溶脱-剥离法得到的AZO光栅表面更为粗糙, 两者均方根粗糙度分别为25.4, 7.6 nm。在400～900 nm波段, 两种方法制备的周期和高度相同的光栅, 平均总反射率分别由AZO薄膜的12.5%下降到8.3%和10.2%。两者的平均镜面反射率分别为6.2%和6.6%, 平均漫反射率分别为2.1%和3.6%。湿法刻蚀得到的表面较为粗糙AZO光栅的漫反射明显减弱, 从而导致总的减反特性优于溶脱-剥离法得到的表面起伏相对较小的AZO光栅。
亚微米光栅 掺铝氧化锌 激光干涉法 湿法刻蚀 溶脱-剥离法 submicron gratings aluminum-doped zinc oxide laser interference lithography wet etching lift-off technology 强激光与粒子束
2012, 24(11): 2613
同济大学精密光学工程技术研究所, 上海 200092
探讨亚微米掺铝氧化锌（AZO）光栅的漫透射光谱特性。在AZO薄膜上涂布光刻胶，用325 nm激光双光束干涉曝光得到掩模图案。将其置于质量分数为0.5%的稀盐酸溶液中湿法刻蚀，制备出周期(780~1280 nm)和高度（60~300 nm）能独立调控的AZO一维光栅。正入射双向透射分布函数（BTDF）测试结果表明，400~900 nm波段内平均镜面透射率随光栅周期增大而降低，与紫外可见分光光度计测得的结果吻合；同时，周期越大被衍射到30°~80°范围内的漫透射比重和漫透射峰值均越大，而峰位角越小。根据光栅方程对实验结果给出了合理的解释。
光栅 掺铝氧化锌 双向透射分布函数 激光干涉法 湿法刻蚀
