Ein Quantentopf-Infrarot-Photodetektor (englisch quantum well infrared photodetector, kurz QWIP-Detektor) ist ein Halbleiterdetektor zum Nachweis von Infrarotstrahlung insbesondere im Bereich 8…14 µm. Alternierende dünne Schichten (typisch um 50) aus III-V-Halbleitern (z.B. AlGaAs/GaAs) mit unterschiedlichen Bandabständen bilden Quantentöpfe, die Infrarotstrahlung absorbieren und Ladungsträger freisetzen.
Sie werden gekühlt betrieben, üblich ist die Temperatur des flüssigen Stickstoffs 77 K, wobei die Kühlung heutzutage nicht mit flüssigem Stickstoff, sondern mit Stirlingmotoren bewerkstelligt wird.
QWIP´s haben folgende Vor- und Nachteile gegenüber den in vergleichbaren Anwendungen eingesetzten HgCdTe-Fotodioden[1]: Vorteile:
Nachteile:
Sie sind prädestiniert für sogenannte Focal Plane Arrays (Kamerachips) im Mittleren Infrarot (um 10 µm Wellenlänge). Aufgrund des geringen Dunkelstromes sind lange Integrationszeiten möglich. Mittels unterschiedlicher Empfangswellenlängen (mehrere Chips) können hochauflösend „Farben“ unterschieden werden.
Aus den Eigenschaften ergeben sich folgende Anwendungen[2]:
Kamerachips bestehen aus der Quanum-Well-Struktur-Platte, die mit einem Auslesechip (ROIC) auf Basis Silicium Pixel für Pixel zweidimensional kontaktiert ist.
Kameras mit QWIP-Arrays mit 640 × 512 Pixeln und hoher Uniformität der Pixel sind preiswert herstellbar[3]. Rauschäquivalente Temperaturdifferenzen von weniger als 10 mK sind erreichbar