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可調式耦合量子井遠紅光偵測器的設計
Thesis

可調式耦合量子井遠紅光偵測器的設計

黃益民
Masters, National Tsing Hua University
1989

Abstract

可調式耦合量子井遠紅光偵測器波長不對稱
本文係研究設計一個新的可調性不對稱耦合量子井長波長紅外光偵測器。此不對稱量子進基本上是由一個方位障隔開兩個不同寬度的單一量子井所組成的結構,當此方位障很窄時,在兩量子井內的電子相互之間的作用很強,所以此結構的偵探器對所能偵測光的波長具有一個很大區域的可調性。選擇適當的寬度及組成,使耦合量子井內僅有兩個能階,基態能附與第一激態能階。若入射光的能量等於此兩能階能量差時,此入射光便被吸收,當量子井吸收光后,基態的電子立即躍遷至第一激態進而穿透出量子井形成熱電子,部份熱電子被陽極電極所收集而產生光電流,於是就可測出此光波長。因此為了探討外加電場跟所偵探光波長的關係,量子井內能階對電場的變化情形是必須了解的。量子井內的能階及波函數是利用數值積分法解薛丁格方程式所求得,當外在電場存在時,本研究使用無限深耦合量子井近似法來估計有限深耦合量子井內的半束縛能階及波函數, 此近似法基本上是選擇一個有效寬度的無限深耦合量子井,使得它的基態能量等於所想要了解的有限深耦合量子井的結構。不對稱耦合量子井的吸收係數是由狀態密度所求出,W.K.B.近似法被用來計算第一激態電子的穿透係數。根據理論的計算,我們得到:(一). 吸收係數與穿透係數隨外加電場的增加而增加。(二).當外加電場由 30KV/CM 變化至 90KV/CM 時,可以得到偵測光波長的可調區域由11UM 到8.5UM 。

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