设计了一种基于场效应晶体管的量子点场效应单光子探测器(quantum dot field effect transistor,QDFET),建立了二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)的薛定谔方程和泊松方程,通过对薛定谔方程和泊松方程的自洽求解,对2DEG的载流子浓度进行了模拟。模拟结果显示,AlGaAs的Al组分、δ掺杂层的掺杂浓度以及隔离层的厚度对于2DEG的载流子浓度均有影响。为了使2DEG具有较高的载流子浓度,AlGaAs的Al组分应为0.2~0.4,δ掺杂浓度应为6~8×10^(13)/cm^2,隔离层厚度应在50nm以下。通过对2DEG的载流子浓度进行研究,可以掌握2DEG载流子浓度的影响因素,从而通过优化QDFET结构,可提高2DEG的载流子浓度。这对于高灵敏度QDFET的制备具有重要的意义和应用价值。
为了提高量子环红外探测器(Quantum Ring Infrared Photodetector,QRIP)的灵敏度,抑制QRIP的暗电流,提出了一种具有倍增区、量子环吸收层以及Al_(0.3)Ga_(0.7)As/In_(0.1)Ga_(0.9)As双势垒结构的倍增型QRIP结构。基于量子环的三维薛定谔方程建立了QRIP的数值模型,并对QRIP的光电特性进行了仿真。仿真结果表明,倍增型QRIP的响应度可以达到40 A/W,归一化探测率可以达到2×10^(10)cm·Hz^(1/2)/W。
