[发明专利]一种半导体三量子点结构实现中远红外单光子探测的方法

摘要

本发明涉及一种半导体三量子点结构实现中远红外单光子探测的方法。在半导体量子结构中远红外探测领域，量子点中电子激发寿命相比目前较成熟的量子阱红外探测器方案要更长，因此量子点探测器工作温度更高、光电导增益也更高。本发明引入了Fano型量子干涉通道，增强了光子吸收效率，进一步增大了光电导增益；同时，由于光子吸收只发生在中间量子点C中，降低了周围环境的影响，进一步提高了工作温度。

主权项

1.一种半导体三量子点结构实现中远红外单光子探测的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、制作半导体异质结，在离该半导体异质结表面形成二维电子气，在该半导体异质结表面制作多个金属电极，通电后形成半导体三量子点结构，三量子点中的左量子点L及右量子点R分别与二维电子气通过隧穿耦合连接，三量子点中的中间量子点C与左量子点L及右量子点R通过隧穿耦合连接，左量子点L与中间量子点C构成双量子点LC系统，右量子点R与中间量子点C构成双量子点LR系统；/n步骤2、调整金属电极上的电压，确保在导电窗口内左量子点L内部只有一个单电子态及右量子点R内部只有一个单电子态，而中间量子点C在导电窗口内有Donor单电子态和Acceptor单电子态，中间量子点C内Donor单电子态和Acceptor单电子态的能级之差决定了可以探测的中远红外光子频率；/n步骤3、电子从半导体异质结二维电子气中由电子隧穿作用隧穿到双量子点LC系统中，中远红外光照射下，双量子点LC系统中的电子吸收一个光子由Donor单电子态跃迁到Acceptor单电子态，即进入双量子点LR系统中，再由电子隧穿作用电子从右量子点R隧穿到半导体异质结二维电子气中，从而形成光生电流，通过对光生电流的检测实现对远红外单光子的探测。/n