WO2012080989A4 - Dispositif de photodetection - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un photodétecteur pour une radiation lumineuse infrarouge d'une longueur d'onde donnée (λ) comprenant un empilement de couches avec : - une couche (11 ) d'un matériau semi-conducteur partiellement absorbant, - une couche (12) d'espacement en un matériau transparent à ladite longueur d'onde, et - un miroir métallique structuré (13), la distance (g) entre le sommet dudit miroir et ladite couche d'espacement étant inférieure à λ et ledit miroir présentant un réseau de trous définissant un réseau de reliefs métalliques avec un pas P compris entre 0,5 λ/nSC et 1,5 λ/nSC, où nSC est la partie réelle de l'indice de réfraction du matériau semi-conducteur, une largeur L de relief comprise entre 9P/10 et P/2 et une profondeur h de trou comprise entre λ/100 et λ/15.
Claims
1. Photodétecteur pour une radiation lumineuse infrarouge d'une longueur d'onde donnée (λ) comprenant un empilement de couches avec :
- une couche (11 ) d'un matériau semi-conducteur partiellement absorbant,
- une couche (12) d'espacement en un matériau transparent à ladite longueur d'onde, et
- un miroir métallique (13) structuré en deux dimensions, la distance (g) entre le sommet dudit miroir et ladite couche de semi-conducteur étant inférieure à λ et ledit miroir présentant un réseau de trous définissant un réseau de reliefs métalliques avec un pas P compris entre 0,5 λ nSC et ,5 λ/nSC, où nSC est la partie réelle de l'indice de réfraction du matériau semi-conducteur, une largeur L de relief comprise entre 9P/10 et 3P/4 et une profondeur h de trou comprise entre λ/100 et λ/15.
2. Photodétecteur selon la revendication 1 , dans lequel l'épaisseur (e) de la couche (11 ) de matériau semi-conducteur satisfait à la λ
relation e<o,7 x — ; où kSC est la partie imaginaire de l'indice de
2 x π x kSC
réfraction dudit matériau semi-conducteur.
3. Photodétecteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le réseau dudit miroir (13) présente un faisceau de lignes en creux.
4. Photodétecteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le réseau dudit miroir (13) présente deux faisceaux croisés de lignes en creux et parallèles.
5. Photodétecteur selon l'une des revendications 1 à 4, comportant un miroir structuré en deux dimensions, dans lequel la largeur L de relief est égale à 4P/5.
6. Photodétecteur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le matériau semi-conducteur est choisi parmi Si, Ge, SiGe, InAs, InSb, GaSb, PbS, PbSe, PbTe ou CdxHgi-xTe (avec x<0,9), des alliages ternaires comme InGaAs, AlInAs, AlInSb, InAsSb ou InGaSb, des alliages quaternaires comme InGaAsP ou InGaAsSb et des alliages quinaires comme GaInAsSb ou GalnAsSbP, ou encore un superréseau de type II.
7. Photodétecteur selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le matériau de la couche d'espacement (12) est choisi parmi l'air, ZnS, CdTe, S1O2 ou des matériaux lll-V.
8. Photodétecteur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la couche d'espacement (12) présente une épaisseur d'au moins 10 nm.
9. Photodétecteur selon l'une des revendications 1 à 8, comportant, sur ladite couche (11 ) de matériau semi-conducteur, un substrat (10) transparent à ladite longueur d'onde.
10. Photodétecteur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel ladite distance g est inférieure à λ/50.
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