Dark current control in InAs/GaSb superlattice photodetectors

Belirli bir sıcaklığı olan bütün cisimlerin kızılötesi radyasyon yayması sebebiyle elektromanyetik spektrumun bu bölümünün dedekte edilmesi çok önemlidir. Örneğin bir aracın ya da bir füzenin eksozunun sıcaklığı orta dalgaboyunda ışıma, ya da bir insanın vücut sıcaklığı uzun dalgaboyunda ışıma sağlar. Bu yüzden kızılötesi ışıma spektrumunun orta ve uzun dalgaboyu pencerelerinin dedekte edilmesi askeri ve sivil amaçlar için yaralıdır. Bu alandaki ihtiyacı karşılamak için termal ve optic dedektörler geliştirilmektedir. Optik dedektörler cisimlerden termal olarak yayılan fotonların soğurulmasına dayanır. Fakat kızılötesi radyasyonun düşük enerjileri sebebiyle dar bant aralığına sahip malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Dar bant aralığı faydalı görülse de bir elektronun değerlik bandından iletim bandına uyarılması için gereken enerji ortam sıcaklığı tarafından da sağlanabilir. Bu durum optik dedektörlerin temel sorunudur. Optik olarak oluşturulan akımın daha az ölçülebilir olmasına sebep verebilen ve alet perfomansını düşürebilen pek çok karanlık akım mekanizması bulunmaktadır. Bu istenmeyen akım problemini çözebilmek için optik dedektörler düşük sıcaklıklara soğutulması gerekir. Bu çok düşük sıcaklık bölgelerinde bile üretme-tüketme, tünelleme ve yüzey kaçak akımları yeterince baskılanamamaktadır. Alet performansının arttırılması için bu akımlarınbaskılanması gerekmektedir. Alet yan yüzeylerindeki boş bağların sebep olduğu yüzey kaçak akımının baskılanması bu bağları etkisizleştirecek bir pasivasyon tabakasıyla sağlanabilir. Bu tez InAs/GaSb tip II süperörgü orta dalgaboyu kızılötesi dedektörleri için iki yeni pasivasyon yöntemi önermektedir. Atomik katman biriktirme yöntemiyle oluşturulmuş Al2O3 ve tek katman kalınlığında kaplanmış octadecanethiol pasivasyonları, pasivasyon uygulanmamış örneklerle karanlık akım baskılamaları yönünden karşılaştırılmıştır. Ayrıca alet modelini karmaşıklaştıracak katkıların olup olmadığını kontrol etmek için kontak direnci ölçümleri yapılmıştır.Anahtar kelimeler; InAs/GaSb, kızılötesi fotodedektör, pasivasyon, Al2O3, octadecanethiol