[15a-1E-1~10] 3.13 Semiconductor optical devices

[15a-1E-10] Toward an improvement in the quantum efficiency of Charge-Sensitive Infrared Phototransistors (CSIP)

〇Sunmi Kim¹, Susumu Komiyama^2,3, Mikhail Patrashin³, Iwao Hosako³, Yusuke Kajihara¹ (1.IIS, Univ. of Tokyo, 2.Dept. Basic Sci., Univ. of Tokyo, 3.NICT)

Keywords:Charge-sensitive infrared phototransistor,Semiconductor quantum well,Photoantenna

電荷敏感型赤外光子検出器(CSIP:Charge Sensitive Infrared Phototransistor)の量子効率向上に向けて、表面Plasmonによる顕著な電場増強効果が期待される、Nanogapアンテナ構造を新たに導入した。Mesa構造の段差を利用してAuの斜め蒸着により最小約25 nmのnanogapを作製した。その結果、１６％にいたる量子効率の向上を示し、従来値の2倍の改善を実現した。さらに、同じ結晶に作成した従来型アンテナ（Metal hole array）を持つ参照試料の結果も量子効率の１５％までの改善が見られ、結晶品質の向上による効果も重要であることがわかった。今回測定したNanogapアンテナ構造は、検出器面積の一部しか励起しない構造のため、素子形状を最適化すればさらなる改善が期待される。