バンドギャップスペクトル限界を超える調節可能なホットキャリア光検出

一般的なオプトエレクトロニクス光検出器のスペクトル応答は、カットオフ波長限界λ_cによって制限される。λ_cは、λ_c = hc/Δという関係を通して、半導体構造体（つまり材料）の活性化エネルギー（つまりバンドギャップ）（Δ）と結びついている。このスペクトルルールによって、デバイス設計が左右され、半導体光検出器の長波長応答が本質的に制限される。今回我々は、このスペクトル限界を克服するホット–コールド正孔エネルギー移動機構に基づく新しい長波長光検出器の原理について報告する。半導体構造体に注入されたホットキャリアは、コールドキャリアと相互作用し、コールドキャリアをより高いエネルギー状態に励起する。これにより超長波長赤外応答が可能になる。今回の実験では、Δ = 0.32 eV（波長3.9µmに相当する）のGaAs/AlGaAs試料において、55µmまで応答が観測されている。この応答はホット正孔注入の程度を変えることによって調節できる。