红外热敏探测器不管是在**还是在民用领域都有着非常重要的应用。传统的红外热敏探测器主要采用宽光谱吸收的方式，这虽然赋予了器件宽带响应的特点，但同时也会因为引入了不必要的辐射热导而增加本底噪声，从而限制了器件的探测性能极限。研究表明，具有窄带选择性吸收的热敏探测器在特定的条件下可以突破这一极限。经过精心设计的人工微纳结构不但可以实现波长选择性吸收来降低器件的辐射热导，而且由于其具有亚波长特性，还可以大大降低器件的热容，从而为实现高性能的红外热敏探测器提供了可能性。本文在简单介绍红外探测器基本概念的基础上，聚焦测辐射热计、温差电偶和热释电探测器件，回顾总结基于人工微结构体系的光谱选择性红外热敏探测器的相关研究进展。

利用垂直WS₂/Ga₂O₃异质结构中异质界面诱导了反常的光致发光（PL）发射。垂直堆栈的WS₂/Ga₂O₃异质界面使其形成了II型能带结构，导致与Ga₂O₃层接触的底层WS₂的PL强度下降。而异质界面的强耦合作用也影响了双层WS₂中的同质层间相互作用，使得上层WS₂出现反常的PL增强。这种堆栈新型二维异质结构为定制目标能带结构并控制其光子和电子行为提供一种新的手段。

材料质量好坏对于获得高性能红外探测器至关重要。提出决定材料质量的关键点在于精准控制材料结构中层与层之间的晶格失配度，报道了晶格失配对材料质量和器件暗电流性能的影响。实验结论表明在液相外延技术生长的InAs/InAsSbP材料体系中，InAs和InAsSbP间的晶格失配不是越小越好，而是有一个最佳值。如果晶格失配偏离这个值，不管是偏大还是偏小，材料的质量都会恶化。阐述了如何调整生长参数以获得合适的晶格失配度。制备了具有适宜晶格失配度的红外探测器件，该探测器零偏压下的室温峰值探测率为6.8×10⁹ cm Hz^1/2W^-1，与国际商用InAs探测器的指标相当。

阻挡杂质带（BIB）探测器是当前远红外天文探测领域的主流探测器。通过近表面加工技术成功制备出了高性能的Ge：B BIB探测器，响应波数范围从50 cm^-1到400 cm^-1。在3.5 K温度和30 mV工作电压下，器件在峰值响应84.9 cm^-1处的响应率达到21.46 A?W^-1，探测率达到4.34×10¹⁴ cm?Hz^1/2?W^-1。研究了BIB探测器中界面势垒对响应光谱的影响。提出了一种新的激发模式—电极区内的载流子可以通过光激发的方式越过势垒。此外，还发现了一种增强BIB探测器在小波数处相对响应强度的方法。

传统外延阻挡杂质带探测器由于其材料物性和特殊的结构设计存在很强的反射，这些能量损失非常不利于器件的探测性能。报道了一种类光栅双层超构表面微结构阵列，并将此人工微结构引入到外延阻挡杂质带红外探测器以抑制对入射光的反射。实验结果显示，具有超构表面微结构阵列的器件在波长30 μm处反射率低于3%，在25.3～32.2 μm波段范围内反射率低于20%。同时，该超表面减反微结构对入射光的偏振还具有很强的选择性，符合第四代焦平面发展需求。

现有1.0 eV/0.75 eV InGaAsP/InGaAs双结太阳电池的开路电压小于各子电池的开路电压之和，鲜有研究探索开路电压损耗的来源以及如何抑制。通过研究发现，InGaAs底电池背场/基区界面处的少数载流子输运的主要机制是热离子发射，而不是缺陷诱导复合。SIMS测试表明，采用InP或InAlAs背场均不能有效抑制Zn掺杂剂的扩散。此外，由于生长过程中持续的高温热处理，III-V族主元素在界面处发生了热扩散。为了抑制上述现象，提出了一种新型InP/InAlAs超晶格背场，并应用到InGaAs底电池中。制备得到的双结太阳电池在维持短路电流密度不变的情况下，开路电压提升到997.5 mV，与传统采用InP背场的双结太阳电池相比，开路电压损耗降低了30 mV。该研究成果对提升四结太阳电池的整体开路电压有重要意义。

通过实验测量，研究了HgCdTe反型层中自旋轨道耦合、塞曼效应及界面粗糙涨落效应。采用理论模型对不同温度及不同平行磁场下的反弱局域效应进行分析，结果表明，在平行磁场中，界面粗糙涨落效应与塞曼效应均会对HgCdTe反型层的反弱局域效应产生抑制作用。其中，界面粗糙涨落效应表现为产生一个二维电子气法向的弱局域效应，对样品施加平行磁场会首先抑制界面粗糙涨落效应导致的法向弱局域效应，然后才以塞曼效应继续抑制反弱局域效应。通过对参数τ/τ?与mr*g3*的分析表明，塞曼效应对反弱局域效应的抑制与温度无关。