【摘 要】
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在越来越多的光子计数应用中,用于近红外光波长领域的单光子探测器受到广泛关注。例如在量子信息处理、量子通信、3D激光测距（LiDAR）、时间分辨光谱等光子计数应用领域。文中设计并展示了用于探测1 550 nm波长光子的InGaAs/InP单光子雪崩二极管（SPAD）。这种SPAD采用分离吸收、过渡、电荷和倍增区域结构（SAGCM）,在盖革模下工作时具有单光子灵敏度。SPAD的特性包括随温度范围223
【机 构】
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中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室
【基金项目】
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国家重点科研计划（2020YFB1805701）； 国家自然科学基金（61934003,61635010,61674136）； 北京市自然科学基金（4194093）；
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在越来越多的光子计数应用中,用于近红外光波长领域的单光子探测器受到广泛关注。例如在量子信息处理、量子通信、3D激光测距（LiDAR）、时间分辨光谱等光子计数应用领域。文中设计并展示了用于探测1 550 nm波长光子的InGaAs/InP单光子雪崩二极管（SPAD）。这种SPAD采用分离吸收、过渡、电荷和倍增区域结构（SAGCM）,在盖革模下工作时具有单光子灵敏度。SPAD的特性包括随温度范围223～293 K变化的击穿电压、暗计数率、单光子检测效率和后脉冲概率。25μm直径的SPAD显示出一定的温度相关性,击穿电压随温度的变化率约为100 mV/K。当SPAD在盖革模式下温度为223 K工作时,在暗计数率为4.1 kHz,后脉冲概率为3.29%的基础上,对1 550 nm光子实现了21%的单光子探测效率。文中还分析和讨论了SPAD温度相关性的单光子探测效率、暗计数率和后脉冲概率的来源和物理机制。这些机制分析、讨论和计算可以为SPAD的设计和制备提供更多的理论支持和依据。
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