纵向渐变的等离子激元增强红外宽谱吸收的人工微结构制造技术

本发明专利技术公开了一种纵向渐变的等离子激元增强红外宽谱吸收的人工微结构。其关键在于陷光结构与等离子激元结合，先通过对碲镉汞样品进行微纳加工使表面形成周期性柱状结构，然后在微结构表面沉积金薄膜。由于棱柱的侧面存在梯度，造成沉积后棱柱斜面处的金薄膜横向和纵向厚度不同(横向厚度远小于纵向厚度)。周期性排列的人工微结构在时变电场下，棱柱表面的金薄层产生的等离子激元与邻近棱柱的等离子激元发生共振，产生一种横向传播的模式。本专利中设计的表面微结构比传统陷光结构的表面微结构具有更小的几何尺寸，能进一步减小由材料体积所导致的本征暗电流，同时保持高量子效率，提高器件性能。

An artificial microstructure of a longitudinal gradient plasmon enhanced wide spectrum infrared absorption

【技术实现步骤摘要】
纵向渐变的等离子激元增强红外宽谱吸收的人工微结构
本专利技术涉及了纵向渐变的等离子激元增强吸收的人工微结构，利用比尔定律计算出金的趋肤深度，通过控制棱柱侧面倾斜角和沉积的金薄膜厚度使斜坡处的金薄膜层横向厚度远小于金的趋肤深度，纵向厚度大于金的趋肤深度，从而导致入射光沿水平方向传播，实现小尺寸、低暗电流、高量子效率的微结构。
技术介绍
自然界中的物体无时无刻不在向外辐射红外光，红外成像在军事和商业上都有重要的应用，如夜视侦查、高分辨热成像、气象观测和生物光谱学等。如何制备高性能的红外探测器，在未来的发展中有着重要的战略意义。目前，在红外领域较为主流的材料有碲镉汞、铟镓砷、量子阱等。其中碲镉汞作为一种可调带隙的半导体材料，能响应近红外到长波红外，且碲镉汞红外探测器具有响应速度快，量子效率高，功耗低、可对光电流直接耦合，且能在液氮温度以上工作等优势。因此基于HgCdTe材料的红外光电探测器一直是红外领域研究的重点。然而长波碲镉汞红外探测器的窄带隙导致暗电流较大。为了抑制暗电流提高碲镉汞红外探测器的性能，传统“电学”方法主要通过提高材料少子寿命、制备n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纵向渐变的等离子激元增强红外探测器宽谱吸收的人工微结构，其特征在于：/n所述的结构自下而上依次为：n型HgCdTe(1)、公共电极(2)、p型HgCdTe微结构吸收层(3)、在表面沉积后形成均匀的金薄膜层(4)、顶部有充当电极的金薄层(5)；/n所述的n型HgCdTe(1)为轻掺杂HgCdTe层；/n所述的公共电极(2)为Au电极，总厚度为40纳米；/n所述的p型HgCdTe吸收层(3)为轻掺杂HgCdTe；/n所述的金薄膜层(4)为在微结构表面沉积形成的产生横向传播模式的一层金薄膜层；/n所述的顶部金薄层(5)可充当金属电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种纵向渐变的等离子激元增强红外探测器宽谱吸收的人工微结构，其特征在于：
所述的结构自下而上依次为：n型HgCdTe(1)、公共电极(2)、p型HgCdTe微结构吸收层(3)、在表面沉积后形成均匀的金薄膜层(4)、顶部有充当电极的金薄层(5)；
所述的n型HgCdT...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟达，葛浩楠，王鹏，王芳，古悦，李庆，陈效双，陆卫，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31