新型GaAs远红外成像的物理和器件研究

半导体远红外成像的物理与器件研究是当代红外光电子物理学科前沿。本课题提出一种工作在40-200微米甚至更长的全新GaAs无像元（pixelless）远红外成像的新方法、新技术。主要借助于半导体中光子频率上转换的概念，充分利用成熟GaAs材料制成的同质结远红外探测器和高效的Si CCD成像器件，这种远红外成像器件无需大规模列阵研制，具有成本低、简单、响应波长可调和高效等优点。本课题在实现高质量GaAs远红外探测器与InGaAs/GaAs发光二极管集成结构的分子束外延生长基础上，通过系统的光电特性实验研究、光学上转换器件特性研究与理论分析相结合的方法，掌握器件结构中光激发载流子及其动力学输运的微观机制；集中从物理上深入研究提高触发发光二极管输出高效率近红外光子的机制，进一步提高上转换的外量子效率，建立理想的物理模型，指导远红外成像设计，尝试实现这种全新的远红外成像技术。