量子阱紅外探測(cè)器,英文簡(jiǎn)稱QWIP,是制冷型紅外探測(cè)器的一種,其采用的材料在能帶結(jié)構(gòu)上構(gòu)成電子或空穴勢(shì)阱,一般采用III-V族半導(dǎo)體材料,包括光導(dǎo)型量子阱材料、光伏型量子阱材料兩大類。量子阱紅外探測(cè)器使用的量子阱材料種類正在不斷增多,現(xiàn)階段常見(jiàn)的產(chǎn)品主要有GaAs/AlGaAs、InGaAs/InAlAs、InGaAs/InP、InGaAsP/InP、SiGe/Si等,其中,GaAs/AlGaAs(砷化鎵/鋁砷化鎵)量子阱紅外探測(cè)器是主流產(chǎn)品類型。
目前量子阱材料生長(zhǎng)工藝成熟、生長(zhǎng)過(guò)程易于控制、適合規(guī)模化生產(chǎn)、成本較低,且產(chǎn)品均勻度高、熱穩(wěn)定性好、耐輻射性優(yōu),制造而成的量子阱紅外探測(cè)器具有低暗電流、熱靈敏度高、響應(yīng)速度快、無(wú)光譜串?dāng)_等優(yōu)點(diǎn)。但量子阱紅外探測(cè)器也存在垂直入射光吸收率低、紅外響應(yīng)波段較窄等缺點(diǎn)。目前,制冷型紅外探測(cè)器產(chǎn)品中,碲鎘汞探測(cè)器、銻化銦探測(cè)器應(yīng)用最為廣泛,二類超晶格探測(cè)器發(fā)展?jié)摿Ω蟆?/div>
量子阱紅外探測(cè)器于20世紀(jì)80年代被美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家研發(fā)問(wèn)世,最先問(wèn)世的是GaAs/AlGaAs量子阱紅外探測(cè)器,至今其研究時(shí)間較長(zhǎng),技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。我國(guó)量子阱紅外探測(cè)器研究起步晚于美國(guó),近年來(lái)研究成果不斷問(wèn)世,2017年,昆明物理研究所研制出陣列規(guī)模640×512、中心距20μm的偏振長(zhǎng)波量子阱紅外探測(cè)器以及紅外面陣探測(cè)器芯片,具有較高物理分辨率并可以獲取被測(cè)物體的偏振信息,提升了產(chǎn)品探測(cè)性能。
新思界
行業(yè)分析人士表示,2021年,全球紅外探測(cè)器市場(chǎng)規(guī)模約為5.3億美元,預(yù)計(jì)2021-2026年將以6.3%左右的年均復(fù)合增速增長(zhǎng),到2026年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到7.2億美元以上。量子阱紅外探測(cè)器需要工作在低溫條件下,應(yīng)用領(lǐng)域較窄,且性能存在一些缺陷,在全球紅外探測(cè)器市場(chǎng)中份額占比較小,但其在部分應(yīng)用領(lǐng)域中具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),因此未來(lái)仍有發(fā)展空間。