Analyse der Rauschmechanismen von Photodetektoren aus InAs/GaSb-Übergittern für den infraroten Spektralbereich

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Die Detektion von CO(tief)2 und damit die Veranschaulichung von Emissionsvorgängen wird durch bildgebende Technologien für den infraroten Spektralbereich ermöglicht. Die Detektorelemente basieren auf dem Materialsystem InAs/GaSb-Übergitter, welches eine künstlich geschaffene, einstellbare Bandlückenenergie aufweist. Das Rauschen eines Detektors beschreibt die natürlichen Fluktuationen des durch den Detektor fließenden Stroms. Das von Avalanchephotodioden bekannte Rauschmodell lässt sich auf das experimentell gefundene Eigenrauschen der InAs/GaSb-Übergitterdetektoren applizieren. Dies beinhaltet die Annahme, dass durch Materialdefekte getragene Verstärkungen an lokalen Felderhöhungen zum beobachteten Rauschen führen. Typische Detektormatrizen bestehen aus mehr als 105 einzelnen Detektorelementen. Daher wurde eine Methodik entwickelt, welche die statistische Analyse einer großen Anzahl an Detektoren erlaubt. Durch die Verknüpfung der experimentell gefundenen Beschreibung des Eigenrauschens von InAs/GaSb-Übergitterdetektoren mit der entwickelten Methodik zu deren statistischer Analyse, lässt sich eine Prognose über die zu erreichende Materialqualität der InAs/GaSb-Übergitter abgeben.