II型紅外光電探測器
因為紅外探測器感應(yīng)來自溫暖物體的輻射黑體發(fā)射，而不是依賴于反射的可見光，所以它們可以用于“夜視”。光電導(dǎo)(PC) 和光伏(PV) 紅外探測器現(xiàn)在都在開發(fā)具有 II 型有源區(qū)，通常由簡單的 InAs/GaInSb超晶格組成。PV 幾何結(jié)構(gòu)，其中反向偏壓應(yīng)用于 ap-n 結(jié)，最終是首選，因為它很容易適應(yīng)具有許多離散檢測器元件的二維陣列中的像素化。這允許紅外攝像機構(gòu)建任何給定場景的詳細熱圖像。
優(yōu)化的 PV 光電探測器必須在有源區(qū)具有高吸收、不受阻礙的垂直傳輸以確保收集光生載流子和低暗電流。II 型 InAs/GaInSb 有源區(qū)的薄層有助于滿足前兩個標準，因為它們確保了大的波函數(shù)重疊（圖 3 ）以及通過超晶格微帶的快速電子和空穴隧穿。
高質(zhì)量二極管中的暗電流往往由低溫下的生成-復(fù)合電流和較高T下的擴散電流主導(dǎo)。然而，通過位錯和其他宏觀缺陷的陷阱輔助隧穿可以顯著增加暗電流。圖 4繪制了具有和不具有宏觀缺陷的二極管的電阻面積乘積 ( R 0 A )。由不充分的側(cè)壁鈍化導(dǎo)致的表面泄漏也可能導(dǎo)致與臺面周長成比例的實質(zhì)性貢獻。擴散電流比例為1/τ1/2,其中τ是復(fù)合壽命。迄今為止，缺陷介導(dǎo)的 Shockley-Read 壽命<100ns比競爭的 HgCdTe IR 材料短得多（>1 μs）。然而，俄歇壽命顯著提高，這將在 II 型紅外激光器的背景下進一步討論。在俄歇事件中，重新結(jié)合的電子-空穴對的能量和動量被轉(zhuǎn)移到第三個載流子，該載流子在相同或不同的帶中散射到更高的狀態(tài)。因為三種不同的載流子必須同時相互作用，所以復(fù)合率與載流子密度的立方??成正比。通常 Shockley-Read 重組在較低溫度下占主導(dǎo)地位，而俄歇過程在較高T下占主導(dǎo)地位。
典型地，II型二極管的n側(cè)是重摻雜的（10 18 cm -3范圍）并且相對較薄，而大部分吸收發(fā)生在輕摻雜（10 16 cm -3范圍）的p側(cè)。標準品質(zhì)因數(shù)是檢測率 ( D *)，它本質(zhì)上是標準尺寸設(shè)備中的信噪比。對于 77 K 操作，截止波長為 7.5 μm 和 12 μm 的 II 型 PV 探測器達到D * of和分別。這些值幾乎與更成熟的 HgCdTe FPA 技術(shù)的典型結(jié)果一樣高。
預(yù)計 II 型探測器在甚長波 IR (VLWIR) 下將特別有吸引力，在這種情況下，保持對 HgCdTe 成分均勻性的充分控制變得越來越困難。最近的 PC 檢測器工作到 22 μm，PV 設(shè)備工作到 16 μm。部分由于對俄歇復(fù)合的強烈抑制，預(yù)計 II 型探測器在未來系統(tǒng)將越來越多地運行的非低溫溫度下也具有優(yōu)勢。