摘 要摘 要中波红外光电探测技术在航空航天，军事国防，医疗卫生等多个行业有着广泛的应用，其在红外侦查，预警，导弹防御等军事装备领域收到了国际严格管控限制。近年来，红外光电探测技术的水平正逐步提高，应用范围和场景也日益扩大，所以对于红外探测器综合性能的要求也越来越高，探测率更高、响应速度更快，探测识别的波段范围更广等成为目前主要研究目标。为了实现这一目标，红外光电探测器发展到目前已经经历了三代。传统的红外光电材料如 PbS、PtSi、InSb 等难以实现波长范围的拓展，而 QWIPs 由于子带间跃迁机理导致吸收效率低，目前最成熟的 HgCdTe 在吸收光谱向甚长波红外波段拓展时也遇到很大困难。锑化物半导体具有窄带隙能带特性，其结构设计灵活，近年来外延生长技术获得突破，是中红外波段光电器件的理想选择。所以目前国际上正快速发展锑化物这一材料体系，更是以其中 6.1Å 为重点，除去各种二元三元或者多元化合物，还发展了各种低维微纳结构 II 类超晶格材料。但是由于传统pin 结构光电探测器本身物理机制的限制，导致其器件暗电流水平有一个限制。所以现在人们很多时候不止在研究新型材料，还在研究新型器件结构来降低器件噪声，提高器件性能。2006 年，nBn 单势垒新型探测器作为其中一种可以抑制器件暗电流的探测器类型被提出。这类新型探测器是采用增加宽禁带势垒的方法来抑制探测器 GR 暗电流从而提高器件综合性能。本论文主要是利用先进的分子束外延技术实现高可重复性高质量的材料外延生长并进行相关器件制备，得到高质量高性能的 InAsSb nBn 结构中波光电探测器，主要研究内容以及成果如下：（1）系统深入的研究了 GaSb 以及 InAsSb，AlAsSb 等化合物的分子束外延的条件，优化了生长温度，V 族元素比例，V/III 族元素比例等生长参数，成功将材料的晶格应变控制在约 400ppm（50arcsec）以内，原子力显微镜（AFM）图像数据 RMS 粗糙度<2Å，X 射线各材料的半峰宽控制在 40arcsec 以内。（2）从暗电流成分方面研究了 nBn 结构与 pin 结构在暗电流方面的不同，深入了解了 nBn 结构由于引入宽禁带势垒层而带来了可以抑制 GR 暗电流这一优势，I而 GR 暗电流是 pin 结构红外光电探测器在低温下暗电流的主要组成部分。（3）成功研制了 InAsSb nBn 结构中波红外光电探测器单元器件，在-0.2V 偏压下，量子效率能够达到 60%以上，300K 时探测器的探测率可以到 109 cmHz1/2/W...
