红外探测器是红外技术的核心,新型室温红外探测器更是目前研究的热点领域。随着近些年人们对红外辐射的了解加深,深刻了解它在生活各个领域的应用优势,所以人们迫切的去提高探测手段—研制出不同机理的红外探测结构。鉴于这种情况,对红外探测器的研发迫在眉睫。本文则基于气体直接吸收红外产生气压进行探测的红外探测器原理为基础,设计红外探测器结构,进行新型室温红外探测器的理论研究及有限元分析。首先,针对新型红外探测器的工作原理进行详细的分析。详细的分析了红外气体作为吸收介质吸收红外辐射的机理,按工作阶段对理论模型进行推理:首先气体吸收红外辐射导致体积增加产生压强,然后压电薄膜受到气体压强均匀应力产生机械形变,最后GaN/AlGaN异质结产生压电极化,分析其极化效应模型,计算界面电荷,形成GaN HEMT电流输出。其次,采用ANSYS软件对本文的关键结构GaN/AlGaN压电薄膜进行模拟,首先针对其机械特性,分析其应力以及尺寸对机械形变量以及内部应力分布的影响进行分析,在四边固定的条件下,对压电薄膜施加由于气体产生的均匀应力,分析弹性敏感薄膜形变量与机械应力的数值关系,以及改变薄膜尺寸对该结构的影响。然后对薄膜的压电特性进行仿真,并给出薄膜在应力条件下薄膜电势分布图,分析了薄膜电势及形变量的影响因素。再次,用Sentaurus TCAD对红外探测器关键结构-电学信号输出元件GaN/AlGaN HEMT进行仿真研究,设计器件结构模拟方案,网格化分方案,仿真器件的直流输出特性,如伏安特性曲线,转移特性曲线,并提出对器件的优化方案:改变器件的结构参数如:AlGaN势垒层厚度,掺杂浓度,极化电荷量,肖特基势垒高度,Al组分等参数,分析对其电流的影响,对器件进行深入分析。最后,系统的总结红外探测器工作过程,量化红外气体吸收红外辐射产生的温度变化,进而计算气体产生的压强,以及其对薄膜施加应力,以及HEMT输出电流进行拟合,得出输出电流与红外辐射输入功率之间的关系,电流与输入功率之间保持良好的线性关系,实现了红外探测器对红外辐射的探测能力。