GaAsInGaAs量子点量子阱光电二极管光存储特性读出(精).doc

GaAs_InGaAs量子点_量子阱光电二极管的光储存特征读出(精) GaAs_InGaAs量子点_量子阱光电二极管的光储存特征读出(精) PAGE / NUMPAGES GaAs_InGaAs量子点_量子阱光电二极管的光储存特征读出(精) 〈资料与器件〉 GaAs/InGaAs 量子点 -量子阱光电二极管的光储存特征读出 肖云钞 ,郭方敏 (华东师范大学信息科学技术学院极化资料与器件教育部要点实验室 ,上海 200241 纲要 :经过对特别设计的 GaAs/InGaAs 量子点 -量子阱光电二极管的 I-V 和 C-V 特征测试 ,考证了器件的光子储存特征 ,在器件的读出设计中引入了特别设计的带倒 空信号的鉴于电容反应互导放大器和有关双采样 (CTIA-CDS 型读出电路。在 633nm 辐照下 ,分别改变照度和积分时间进行了非倒空和倒空测试的对照研究 ,并计算给出了对应的储存电荷变化量 ,进一步证了然光电器件的光子储存特征。 要点词 :GaAs/InGaAs;量子点 -量子阱光电二极管 ;光子储存 ;CTIA 读出电路 ;倒空 信号 中图分类号 :TN215 文件表记码 :A 文章编号 :1001-8891(201105-0281-03 Optical Charge Memory of the GaAs/InGaAs Quantum Dot Well Diode XIAO Yun-Chao,GUO Fang-Min (Key Laboratory of Polar Materials and Devices, Ministry of Education, School of Information Sciences and Technology, East China Normal University, Shanghai 200241, China Abstract:Through testing I-V characteristics and C-V characteristics of specially designed GaAs/InGaAs quantum dot-quantum well device, the optical memory effect is analyzed and verified, , and the CTIA-CDS readout circuit with the dumping signal is introduced.. By comparing respectively the results of non-dumping and dumping test in a different light intensity and integration time, the stored charge change is obtained , and the feasibility optical memory of device is further explained. Key words:GaAs/InGaAs,quantum dot in well,optical storage,CTIA readout circuit; dumping 前言 最近几年来 ,低维构造在光电探测器、电荷转移器件和光子储存器方面的研究成为 了一个热门。经特别设计的混淆型异质结 GaAs 量子阱量子点构造受光激发时 ,获取空间分别的电子空穴对而被储存 ,有望研制出高频高速的光子储存器 ,应用于光信号办理系统及光子计算机中 [1-4] 。光电器件如有信号电荷转移功能 ,那么能够采纳相应的时钟控制来实现信号电荷耦合和转移 ,最后联合光电变换、信号电荷储存和电 荷读出实现图像传感器 ,应用于数码照相机及太空探测等领域 [2] 。 CTIA 读出构造拥有偏置稳固、高线性、噪声低、平均性好和动向范围大等优 点 ,CDS 构造能克制 FPN 噪声和开关复位噪声等长处 ,CTIA-CDS 型读出电路获取宽泛应用 [5-7] 。针对该器件的光子储存效应 ,引入设计了倒空信号。 器件测试与剖析 图 1 是 GaAs/InGaAs 量子点 -量子阱复合资料构造 [3], 经过分子束外延生长经过 特别设计的量子阱中分别有量子点和量子阱。器件被封装在杜瓦内 ,抽真空后杜瓦固定在光学平台上 ,He-Ne 激光器 (633nm 作为光源 ,发射的激光束经过衰减片聚焦照 射到器件像元窗口 ,Kelthley 4200-SCS 半导体特征剖析仪分别记录器件的 I-V 特 性、 C-V 特征。 在图 2(a I-V 特征曲线上可用看到在 1V 偏压下出现的台阶状电流阶跃 ,说明半导体低维构造受光激发后 ,入射光子先转变为空