二类超晶格长波红外探测器研究进展

芦鹏飞1，2， 关晓宁1，2， 周峰1，2， 赵雅琪1，2， 罗煜1，2， 王坤1，2， 杨雪艳1，2， 张凡1，3， 张焱超2，4（1北京邮电大学集成电路学院；2北京邮电大学信息光子学与光通信全国重点实验室；3宁波威远光电研究院有限公司；4浙江超晶晟锐光电有限公司）

摘要：从理论基础、材料生长和芯片工艺三个方面，系统介绍二类超晶格（T2SL）长波红外探测器的设计与制备。在理论设计层面，人工智能（AI）技术通过构建高质量多模态数据库，实现对超晶格器件结构光电特性的高效预测，并开发融合物理先验的机器学习模型，在多目标约束下优化超晶格结构，从而显著加速了从材料设计到芯片制备的技术迭代。此外，重点探讨了传统仿真技术与AI 技术设计超晶格器件结构及预测光电特性的对比分析，并综述了国内外在单势垒、双势垒及量子级联三类典型T2SL 长波红外探测器方面的研究进展。最后，总结了全球主要企业在T2SL 探测器产业化方面取得的突破。该工作揭示了AI 技术在材料结构设计与性能预测中的关键作用，为实现T2SL 红外探测器性能高效预测与快速技术迭代提供了新范式。

关键词：二类超晶格；长波红外；人工智能；势垒结构