基于外加电场对电子漂移速度的影响, 考虑激发能对微米尺度和纳米尺度电子传输的依赖, 通过计算仿真研究了外加条件及两种电子传输对量子点红外探测器噪声的影响.结果表明：在25~45 kV /cm外加电场下, 噪声模型和实验数据吻合; 噪声随着外加电场和温度的增加而增加, 当温度小于80K时噪声增加迅速, 而当温度大于80K时噪声增加缓慢, 并且温度越低噪声随外加电场变化越明显; 噪声不随微米尺度电子传输激发能的变化而变化, 随着纳米尺度电子传输激发能的增加而减小, 随着纳米尺度电子传输激发能变化速度的增加而增加.该研究可为量子点红外探测器的优化设计和性能提高提供理论参考.

通过考虑光电导增益对探测器所加电压的依赖性改进了包含电子持续势能和总电子传输的光电流模型,并进一步将这个改进的模型用于估算探测器的响应率.相应的计算结果与公布的结果相比较,具有很好的一致性,证明了改进模型的正确性.

考虑微米尺度和纳米尺度下电子传输对激发能的共同影响, 基于电子漂移速度对外加电场的依赖, 研究外加电场和外加温度对量子点红外探测器暗电流特性的影响.结果表明: 外加电场在0~25 kV/cm范围内时, 暗电流模型和实验数据变化相吻合.暗电流随着外加电场的增加而增加, 并且当外加电场小于6 kV/cm时暗电流增加迅速, 而当外加电场大于6 kV/cm时暗电流增加缓慢.暗电流随着外加温度的增加迅速增加.该研究为量子点红外探测器的优化设计和性能提高提供了理论参考.

采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/Al_0.3Ga_0.7As量子阱材料，制备300 μm×300 μm台面，内电极压焊点面积为20 μm×20 μm，外电极压焊点面积为80 μm×80 μm单元量子阱器件两种。利用傅里叶光谱仪对1#，2#样品进行77K液氮温度光谱响应测试。实验结果显示1#，2#样品峰值响应波长分别为8.43 μm，8.32 μm，与根据薛定谔方程得到器件理论峰值波长8.5 μm间误差分别为1.0%，2.1%。实验结果说明MOCVD技术可以满足QWIP生长制备工艺要求，且器件电极压焊点位置与面积大小对器件峰值波长影响不大，而对峰值电流有一定影响。

采用金属有机物化学气相沉积法生长了两种不同结构参数GaAs/AlxGa1-xAs量子阱材料。利用傅里叶光谱仪分别对势垒中Al组分为0.20,0.30的1#，2#样品进行77 K液氮温度下光谱响应测试。结果显示：1#，2#峰值响应波长为8.38，7.59 μm，而根据薛定谔方程得到峰值波长为9.694，8.134 μm，二者误差分别为13.6%，6.68%。针对误差过大及吸收峰向高能方向发生漂移的现象，利用高分辨透射扫描电镜对样品微观界面结构进行分析，结果显示,样品存在不同程度的位错及不均匀性。结果表明：位错引起AlGaAs与GaAs晶格不匹配，是造成1#误差较大的主要原因;峰值响应波长随势垒中Al组分的降低而增大，说明Al组分减小致使量子阱子带间距离缩小是导致峰值响应波长红移的原因。

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长了GaAs/AlGaAs量子阱材料, 分别制备了300μm×300μm台面, 峰值波长8.5μm, 外电极压焊点面积80μm×80μm, 内电极压焊点面积20μm×20μm的单元测试样品。用变温液氦制冷机测试系统对两个样品进行50~300K的变温测试, 分析了器件在不同偏压条件下的暗电流特性。发现该量子阱红外探测器的背景限温度为50K。不同生长次序中GaAs与AlGaAs界面的不对称性, 以及掺杂元素的扩散导致了正负偏压下的I/V曲线呈不对成性。探测器电极压焊点面积大小与位置的不同对暗电流有一定的影响。

量子点红外探测器（QDIP）在红外探测领域具有十分广阔的应用前景，同时由于QDIP的有效载流子寿命长、暗电流低、工作温度高、对垂直入射光响应等优势，近年来高性能QDIP已经成为研究的热点。文章首先简要介绍了QDIP的基本原理，然后重点介绍了目前国际上在提高QDIP性能方面的研究进展，分别从如何降低暗电流、实现多色探测、提高探测率等三个方面进行了讨论。

对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器器件进行显微荧光光谱(μ-PL)测量,光谱中表征势垒、势阱基态间光跃迁能量位置的荧光峰直接与势垒中Al含量相关,通过光谱实验上对势垒和量子阱带间跃迁能量的确定并结合有效质量理论的计算,获得了Al组分和阱宽值，并由此推算出相应的红外探测响应波长,与光电流谱的实验结果相比吻合良好.这种材料的测量结果有利于器件制备的材料筛选.