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量子点红外探测器(QDIP)技术研究尚不成熟 应用规模小

2022-05-20 17:37      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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量子点红外探测器(QDIP)技术研究尚不成熟 应用规模小

  量子点红外探测器,英文简称QDIP,是一种制冷型红外探测器,其研究起步较晚,20世纪90年代后期才首次被论证。量子点是半导体纳米结构,激子在三个空间方向上被束缚,量子点红外探测器是以量子点的三维量子限制效应为工作原理。量子点红外探测器的原理与结构均与量子阱(QWIP)红外探测器类似,只是采用量子点材料取代了量子阱材料。
 
  红外探测器主要分为制冷型红外探测器、非制冷型红外探测器两大类。其中,制冷型红外探测器需要工作在低温条件下,体积较大,价格较高,主要应用在军事与科研领域。按照敏感材料的不同来划分,制冷型红外探测器可以分为锑化铟探测器、碲镉汞探测器、二类超晶格探测器、量子阱探测器、量子点探测器等。与其他类型的制冷型红外探测器相比,量子点红外探测器应用规模小。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2022-2027年中国量子点红外探测器(QDIP)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,20世纪90年代,均匀度高、无缺陷的量子点材料已经成功制备得到,为量子点红外探测器行业发展奠定了基础。与原理与结构相似的量子阱红外探测器相比,量子点红外探测器同样具有暗电流低、工作温度高、响应速度快、探测效率高等优点,并且还具有响应垂直入射光、有效载流子寿命更长的特点,因此成为研究热点。21世纪以来,全球量子点红外探测器研究成果不断增多。
 
  新思界行业分析人士表示,单层量子点的密度低,对入射光的吸收效率有限,并且量子点在外延生长过程中的应力积累,以及量子点尺寸、材料成分、掺杂均匀度等,均会对量子点层的光吸收效率造成影响。在实际应用中,量子点材料的性能与预期相比有较大差距,导致量子点红外探测器的量子效率低于预期理论值,产品也存在量子效率较低的缺点。研究起步晚叠加产品存在缺陷,因此量子点红外探测器应用规模小。
 
  为改善量子点红外探测器性能,现阶段量子点材料结构还在不断改进。早期,红外探测器量子点材料主要采用InAs(InGaAs)/GaAs结构,其制备简单,但难以提高红外探测器的探测率,之后引入AlGaAs对InAs(InGaAs)/GaAs结构进行改进,但暗电流与光电流两者之间难以平衡,后来又引入InGaAs应力缓解层结构以及出现DWELL结构、InAs/InGaP结构等。目前量子点红外探测器技术与应用研究尚不成熟,未来还有较大成长空间。
 
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