【摘 要】
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近红外探测器在信息技术及生物医学等诸多领域具有广泛的应用,但通常面临高成本滤光片以及复杂光学系统设计和集成等诸多问题。硅基光探测器由于与CMOS工艺具有非常好的兼容性,是集成光电子器件的理想选择。新型硅微孔限光结构阵列因其可通过成熟的微加工工艺制备,光学特性可调等特性,可用于构建高性能硅基近红外探测器。硫化铅量子点（Pb S QDs）因其带隙小而激子波尔半径大的特点,在近红外光探测器中有着潜在的应
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近红外探测器在信息技术及生物医学等诸多领域具有广泛的应用,但通常面临高成本滤光片以及复杂光学系统设计和集成等诸多问题。硅基光探测器由于与CMOS工艺具有非常好的兼容性,是集成光电子器件的理想选择。新型硅微孔限光结构阵列因其可通过成熟的微加工工艺制备,光学特性可调等特性,可用于构建高性能硅基近红外探测器。硫化铅量子点（Pb S QDs）因其带隙小而激子波尔半径大的特点,在近红外光探测器中有着潜在的应用前景。本文结合可调控的硅微孔阵列和Pb S QDs优异近红外特性,系统开展基于Pb S QDs/Si MHs近红外探测器的设计,制备及性能研究,且主要研究内容及研究成果如下:（1）基于半导体光吸收特性和器件理论,提出了硅微孔阵列背照式肖特基二极管（SD）构建窄带近红外光探测器。利用Silvaco TCAD构建了三维肖特基结光探测器模型,研究了器件的光生载流子的产生和收集特性。结合现有器件制备工艺,通过调控硅微孔陷光结构,探索研究器件近红外光场与光照角度的关系,优化肖特基结光探测器近红外响应性能。（2）基于硅微孔阵列结构限光仿真优化设计,利用光刻和感应耦合等离子体刻蚀方法（ICP）等微加工工艺,成功制备硅微孔阵列结构,通过湿法转移石墨烯电极构建了Si MHs/Gr SD;为提升器件的近红外响应特性,采用可控的旋涂工艺,在硅微孔阵列上制备了均匀Pb S QDs薄膜,构建了Pb S QDs/Si MHs/Gr光探测器。光电特性表征发现,器件具有明显的近红外窄带响应,峰值波长为1064nm,探测率高达1.12?1012 Jones,响应度达0.71 A/W,明显高于Si MHS/Gr SD和Si/Gr SD两个数量级以上。（3）基于脉搏监测原理中的电容积脉搏波描记法（PPG）,搭建了由1064nm发光二极管、放大器、示波器以及Pb S QDs/Si MHs/Gr肖特基结近红外光探测器组成的脉搏测量系统,实现了与商用的PPG可比拟的心率检测,且具有良好的抗环境光干扰。
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