本書從量子點紅外探測器的應用背景、發(fā)展現(xiàn)狀以及探測器相關基礎理論入手，著重研究了量子點紅外探測器在無光照情況下和有光照情況下的特性表征、評估問題，系統(tǒng)地分析了垂直入射模式和斜入射模式對量子點紅外探測器性能的影響，給出了探測器的常見仿真設計方法。本書遵從量子點紅外探測器的實際探測機理及滿足的科學規(guī)律，將探測器微觀載流子運動行為和探測器宏觀性能參數有效結合，對量子點紅外探測器的暗電流、噪聲、增益、光電流、響應率、探測率等參數的評估問題有獨特的見解，具有科學性、學術性、專業(yè)性和創(chuàng)造性。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 紅外探測器的研究背景及意義 1
1.2 紅外探測器的發(fā)展歷程 7
1.3 量子點紅外探測器性能評估的研究現(xiàn)狀 12
1.3.1 無光照情況下探測器的特性 13
1.3.2 光照情況下探測器的特性 14
1.3.3 入射模式對探測器特性的影響 15
1.4 本書的基本內容及結構 17
1.4.1 基本內容 17
1.4.2 章節(jié)安排 19
1.5 本章小結 20
參考文獻 21
第2章 量子點紅外探測器的基本理論 29
2.1 紅外輻射理論 29
2.1.1 黑體輻射定律 31
2.1.2 斯特藩定律 32
2.1.3 維恩位移定律 33
2.2 量子點紅外探測器的結構與機理 34
2.2.1 量子點納米材料 34
2.2.2 量子點紅外探測器 36
2.3 量子點紅外探測器的制備材料與方法 39
2.3.1 分子束外延生長術 39
2.3.2 金屬有機物化學氣相沉積法 40
2.3.3 化學溶膠-凝膠法 40
2.4 量子點紅外探測器的特性參數 40
2.5 本章小結 43
參考文獻 43
第3章 量子點紅外探測器的暗電流模型 45
3.1 暗電流模型的背景及意義 45
3.2 暗電流模型 46
3.2.1 暗電流基礎模型 46
3.2.2 基于電子漂移速度的改進模型 50
3.2.3 基于Monte Carlo統(tǒng)計法的改進模型 60
3.3 零偏壓下探測器電阻面積乘積R0A特性 64
3.4 本章小結 67
參考文獻 67
第4章 量子點紅外探測器的噪聲特性 70
4.1 噪聲概述 70
4.2 增益特性 72
4.2.1 類球形勢探測器增益特性 73
4.2.2 類透鏡勢探測器增益特性 77
4.3 噪聲特性 81
4.3.1 類球形勢探測器噪聲模型 81
4.3.2 類透鏡勢探測器噪聲模型 83
4.4 本章小結 88
參考文獻 88
第5章 量子點紅外探測器的性能模型 91
5.1 性能模型的背景及意義 91
5.2 基于電子激發(fā)的性能模型 92
5.2.1 性能模型的基本假設 92
5.2.2 性能模型 93
5.2.3 性能模型的結果分析 98
5.3 基于連續(xù)勢能分布的性能模型 109
5.3.1 基礎性能模型 109
5.3.2 基于偏置電壓對增益影響的改進模型 126
5.3.3 基于入射光高斯特性的改進模型 131
5.3.4 基于電子漂移速度的改進模型 135
5.3.5 基于量子點周圍勢壘的改進模型 144
5.4 本章小結 150
參考文獻 150
第6章 不同入射模式下的探測器特性 154
6.1 背景及意義 154
6.2 垂直入射模式下的探測器特性分析 155
6.2.1 基本原理 155
6.2.2 物理模型 156
6.2.3 仿真結果分析 158
6.3 不同入射模式下的探測器特性比較 163
6.3.1 暗電流特性 163
6.3.2 光照情況下探測器的特性 165
6.4 量子點紅外探測器特性優(yōu)勢分析 169
6.4.1 垂直入射模式下的特性比較 169
6.4.2 低暗電流 171
6.4.3 長載流子壽命 172
6.4.4 高探測率 172
6.5 本章小結 172
參考文獻 173
第7章 量子點紅外探測器的仿真與設計 176
7.1 常用的仿真軟件介紹 176
7.1.1 基于 Comsol Multiphysics 的仿真與設計 176
7.1.2 基于FDTD Soulations的仿真與設計 178
7.1.3 基于 CST Microwave Studio 的仿真與設計 180
7.2 量子點紅外探測器的設計實例 182
7.2.1 量子點紅外探測器的設計 182
7.2.2 量子點紅外探測器的優(yōu)化 184
7.3 本章小結 194
參考文獻 194
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