136电力与电子技术Power&ElectronicalTechnology电子技术与软件工程ElectronicTechnology&SoftwareEngineering近年来，紫外、红外探测技术在水质监测、杀菌消毒与气象预报、矿产勘探等民用领域广泛应用，但是紫外探测距离较近，红外探测常受气候、目标伪装等因素影响[1-6]。红外-紫外双色探测技术能同时获得两个波段的信息，增强对目标物的辨识能力，显著提高系统的性能，有着极为重要的应用价值和发展前景[3-5]。光电阴极作为双色集成探测器的核心部分直接决定了探测器的整体性能，选择合适的光电阴极材料是实现双色探测的关键[7]。由于紫外、红外光敏材料对应响应波段不同，在能带带隙上具有很大的差异，因而对应着大的晶格失配，难以进行双色集成探测器的制备[1-2]。GaN基三元合金AlxGa(1-x)N材料具有宽禁带特性、直接带隙、高电子迁移率等优点，其禁带宽度随Al组分增加在3.42～6.2eV连续变化[2]，是目前理想的紫外光电阴极材料，在紫外光谱已经有成熟的研究[7]。同时当前基于子带间跃迁（Intersubbandtransition，ISBT）的III族氮化物量子阱红外探测器(QuantumWellInfraredPhotodetector,QWIP)飞速发展[6]，使GaN基材料逐渐成为研究双色集成光电阴极的首选。为提高光电发射性能，广泛采用的是负电子亲和势（NegativeElectronAffinity，NEA）GaN基光电阴极，其具有响应度高、暗电流小等优点，是满足微弱探测要求且具有发展潜力的新型光电阴极[8]。同时已有文献显示量子级联探测（QuantumCascadeDetector,QCD）可在零偏压下工作[9-11]，解决了在没有外电场的作用下，光电子输运至阴极表面的问题，从而有望通过一个单片集成的NEAGaN基量子级联光NEAGaN基双色集成光电阴极的理论模型与结构优化王壮飞邓文娟朱斌周甜吴粤川（东华理工大学机械与电子工程学院江西省南昌市330013）摘要：本文设计了一种负电子亲和势GaN基光电阴极量子级联结构的紫外-红外双色集成探测器模型，通过Nextnano与SilvacoTCAD软件研究光电阴极的量子级联层周期数、势阱层厚度、传输层Al组分、光照角度以及光进入阴极方向等。优化后的仿真结果表明：量子级联层10～20周期，p-GaN势阱层厚度为2nm，传输层Al组分为0.4，红外波段光照角度范围为120°～130°时器件探测性能好。紫外波段响应峰值波长300nm，响应度约为52.97mA/w；红外波段响应峰值波长在1.4μm～1.6μm之间，响应度约为3.92～3.96mA/w。同时仿真显示该光电阴极反射式性能优于透射式。关键词：AlGaN/GaN；光电阴极；...
