红外光电探测器已广泛用于各行各业,包括医学诊断、夜视、水雾渗透、航空、目标识别和天文学等领域。本文针对一款低成本、响应范围覆盖可见光和近红外区域的新型短波红外探测器展开研究,即针对铜镉锌锡硒Cu2CdxZn1-xSnSe4(CCZTSe)短波红外探测器展开研究。CCZTSe属于锌黄锡矿结构材料,因为其成本低、地球上的物质含量丰富、可调带隙的特性,逐渐成为新型红外光电探测器材料的良好选择。目前CCZTSe存在的主要问题是暗电流过高,过高的暗电流会影响器件的探测率。鉴于此,本文通过SCAPS软件分析了暗电流的主要来源并对器件结构进行优化,根据理论分析结果对实验中器件制备进行理论指导,具体研究内容如下:1.通过数值模拟对CCZTSe薄膜红外探测器(TFID)暗电流成分进行了分析,研究了影响暗电流大小的主要因素:Cd的组分、吸收层厚度、吸收层载流子浓度、界面态,并对器件结构进行了优化,在背接触电极与P-CCZTSe之间分别引入阻挡层MoO3、MoSe2和MoS2薄层。仿真结果表明,通过引入阻挡层MoO3,可以将器件暗电流从1.03nA/cm2降到6.7×10-2nA/cm2。2.模拟研究了界面态对暗电流的影响,对器件的制备工艺提出改进,实验中从前躯体薄膜的生长和退火工艺入手,提高薄膜结晶度,减少由于界面缺陷引起的暗电流。研究结果表明,在前驱体的生长中引入NaF、Na元素扩散进入CCZTSe薄膜有助于薄膜的结晶,在退火过程中持续通入H2Se也有助于薄膜的结晶,通过减少界面缺陷将器件暗电流从7.32×104nA/cm2降到1.5×104nA/cm2。3.研究了背接触势垒对器件暗电流的影响。引入背阻挡层对器件结构进行优化,实验中通过在背接触电极与P-CCZTSe之间加入MoS2薄层,将背接触势垒从0.45eV降到0.16eV,对应器件暗电流从1.5×104nA/cm2降到7.72×102nA/cm2。