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Demonstration of 640 x 512 pixels long-wavelength infrared (LWIR) quantum dot infrared photodetector (QDIP) imaging focal plane array

机译：演示640 x 512像素长波长红外（LWIR）量子点红外光电探测器（QDIP）成像焦平面阵列

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We have exploited the artificial atom-like properties of epitaxially grown self-assembled quantum dots (QDs) for the development of high operating temperature long wavelength infrared (LWIR) focal plane arrays (FPAs). QD infrared photodetectors (QDIPs) are expected to outperform quantum well infrared detectors (QWIPs) and are expected to offer significant advantages over Ⅱ-Ⅵ material based FPAs. We have used molecular beam epitaxy (MBE) technology to grow multi-layer LWIR dot-in-a-well (DWELL) structures based on the InAs/InGaAs/GaAs material system. This hybrid quantum dot/quantum well device offers additional control in wavelength tuning via control of dot-size and/or quantum well sizes. DWELL QDIPs were also experimentally shown to absorb both 45° and normally incident light. Thus we have employed a reflection grating structure to further enhance the quantum efficiency. The most recent devices exhibit peak responsivity out to 8.1 μm. Peak detectivity of the 8.1 μm devices has reached ～1 x 10~(10) Jones at 77 K. Furthermore, we have fabricated the first long-wavelength 640 x 512 pixels QDIP imaging FPA. This QDIP FPA has produced excellent infrared imagery with noise equivalent temperature difference of 40 mK at 60 K operating temperature.
机译：我们已经利用外延生长的自组装量子点（QDs）的人造原子样特性来开发高工作温度长波长红外（LWIR）焦平面阵列（FPA）。 QD红外光电探测器（QDIP）有望胜过量子阱红外探测器（QWIP），并且有望比基于Ⅱ-Ⅵ材料的FPA提供显着优势。我们已经使用分子束外延（MBE）技术在InAs / InGaAs / GaAs材料系统的基础上生长了多层LWIR井中点（DWELL）结构。该混合量子点/量子阱设备通过控制点尺寸和/或量子阱尺寸，在波长调谐方面提供了额外的控制。 DWELL QDIPs还通过实验证明可以吸收45°和垂直入射光。因此，我们采用了反射光栅结构来进一步提高量子效率。最新的器件显示出高达8.1μm的峰值响应度。 8.1μm器件的峰值检测率在77 K时达到〜1 x 10〜（10）Jones。此外，我们制造了第一批长波长640 x 512像素QDIP成像FPA。这款QDIP FPA产生了出色的红外图像，在60 K的工作温度下其等效噪声温差为40 mK。

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