张宏飞 杨瑾焜 陈刚 李墨

摘 要： 基于经典Varshni模型，提出了In1-xAlxSb的能带值Eg随Al组分和温度变化的经验关系Eg（x， T），并通过已有的文献数据对该公式进行有效性的验证。实验上，采用分子束外延方法在InSb（100）衬底上生长p+-p+-n-n+势垒型结构的InAlSb外延层。运用高分辨率X射线衍射对材料的晶体质量及Al组分进行测试和表征，计算得出Al组分为2.8%。然后将InAlSb材料制备成红外探测器二极管并测量77～260 K下的光谱响应曲线，从而计算出In0.972Al0.028Sb材料的能带值随温度的变化关系。对比分析的结果表明：实验观察和文献数据均与理论推导基本吻合。InAlSb能带值与Al组分和温度变化关系的确定为探测器材料结构设计提供了必要的理论支撑。

关键词：  InAlSb;禁带宽度;MBE;光谱响应;温度特性;红外探测器

中图分类号： TJ760; TN213  文献标识码： A  文章编号：1673-5048（2021）03-0105-04

0 引  言

高工作温度红外探测器能够有效减小探测器组件的重量、体积、功耗和成本，复合SWaP-C技术准则是红外探测器发展的一个主要方向。InSb探测器是当前红外探测器的主要类型之一，其技术成熟度高、稳定性好，已经被广泛应用于气象观测、医疗诊断、气体探测、安防报警等多个领域。InSb探测器禁带宽度较窄，必须工作于80 K左右，较为严格的工作条件导致探测器组件本身的重量大、功耗高、成本高，不利于探测器应用领域的拓展。如何提升工作温度是InSb探测器面临的一大难题。

InAlSb探测器被认为是提升InSb探测器工作温度的有效解决途径[1-2]。InSb是二元化合物，无法调节禁带宽度，InSb的禁带宽度为0.235 eV，AlSb为2.386 eV，采用分子束外延技术在InSb中加入少量的AlSb能够有效拓宽材料的禁带宽度[3-5]。……