Hoge fotonabsorptie van Quantum Dot Infrared Photodetectors bereikt door het Surface Plasmon-effect van Metal Nanohole Array

Berekeningsmethode op basis van de YEE-cel

Op basis van het hierboven ontworpen fysieke model, wordt de methode van de eindige elementenintegratie gebruikt om de toestand van de optische transmissie te berekenen. Ten eerste, gebaseerd op de YEE-cellen, worden de Maxwell-integraalvergelijkingen die voldoen aan het bovenstaande model als volgt geschreven:

In onze berekening, Vgl. 1-4 zijn gediscretiseerd. Zowel de verdeling van de elektrische veldknooppunten als de magnetische veldknooppunten worden gekozen als "Yee-cel" -formaat. Vergelijking gebruiken 1 als voorbeeld kan het elektromagnetische model van de fotodetector worden genomen als de accumulatie van "Yee-cel". Zoals getoond in Fig. 5, komen de vier zijden van de willekeurige cel overeen met Vgl. 1, die de elektrisch-veldvector e . voorstelt _ik ,e _j ,e _k , en e _l . De vector in de normaalrichting is de magnetische veldvector b _n , en dus de vorige Vgl. 1 kan worden herschreven als de volgende Vgl. 5.

Schematisch diagram van de "YEE-cel"

Door een vergelijkbare methode aan te nemen, kan de vergelijking van het elektromagnetische model van de hele fotodetector worden geschreven als:

Vergelijking 2 kan ook worden herschreven als:

Volgens dezelfde methode worden de andere Vgl. 2 ~ 4 kan worden gediscretiseerd als:

Het combineren van de gediscretiseerde Vgl. 7-10 met de grensvoorwaarde, het elektrische veld en het magnetische veld kunnen worden opgelost door de iteratieve methode. In deze studie wordt de metalen gatenarraystructuur bovenop de conventionele QDIP geplaatst en als zodanig kan de structuur lichtkoppeling door de Bragg-verstrooiing vergemakkelijken. De bijbehorende optische communicatie wordt verder berekend, wat in de volgende sectie kan worden besproken wanneer de toestand van de transmissie, de reflectie en de absorptie wordt gegeven. Verder kan op basis van de relatie tussen de absorptie en de kwantumefficiëntie de responsiviteit van de QDIP worden gegeven. Om te concretiseren, zoals bekend, kan de responsiviteit van de QDIP als een zeer belangrijke prestatieparameter worden berekend door de verhouding van de fotostroom en het vermogen van het invallende licht [24]. Het kan dus worden geschreven als:

waar ik _foto is de fotostroom van de QDIP, P is de kracht van het invallende licht, g is de fotogeleidende versterking, e is de lading van het elektron, h is de constante van Planck, v is de frequentie van het invallende licht, en η is de kwantumefficiëntie.

Het kwantumrendement kan worden gedefinieerd als de verhouding van het aantal elektronengat en dat van de invallende foto, die sterk afhankelijk is van de absorptie van de fotodetector. In de praktijk, aangezien het invallende licht het absorptiegebied direct verlicht, kan het niet volledig worden geabsorbeerd vanwege de reflectie van de bovenste contactlaag of de metaallaag [25, 26]. Dus de kwantumefficiëntie van de QDIP kan worden geschreven als:

waar α ₀ W is de absorptiecoëfficiënt van de QDIP, α ₀ d is de absorptiecoëfficiënt van de invallende contactlaag, r is respectievelijk de reflectie van de invallende laag.

In de QDIP kan de fotogeleidende versterking worden gedefinieerd als de verhouding van de recombinatietijd van elektronen van een uitgebreide toestand terug naar een kwantumpunt τ _leven naar de transittijd van elektronen over het apparaat τ _totaal , en het kan worden weergegeven als:

en onder de voorwaarde dat de transittijd over één periode van de quantum dot composietlaag aanzienlijk kleiner is dan de recombinatietijd van een uitgebreide toestand terug naar een quantum dot [22, 27]_, de winst kan worden geschreven als:

waar K is het getal is de quantum dot composietlaag, L is de afstand tussen quantum dot-lagen, μ de mobiliteit van elektronen, E is de elektrische velddichtheid over de QDIP, v _s is de verzadigingssnelheid van elektronen, h _QD is de hoogte van de kwantumstippen, ∑_QD is de kwantumpuntdichtheid in elke kwantumpuntlaag, a _QD is de laterale grootte van kwantumdots, en V _t is respectievelijk de opnamesnelheid van elektronen.

Ingediende vergelijking (12) en Vgl. (14) in Vgl. (11), kunnen we de responsiviteit van de QDIP verkrijgen, die kan worden weergegeven als:

Resultaten en discussie

Gebaseerd op het ontwerp van de QDIP hierboven, als het invallende infraroodlicht op de bovenkant van deze QDIP's in de z valt -asrichting, de fotodetectoren zullen de reflectie en de transmissie van het invallende licht hebben. Het absorptievermogen van de fotodetectoren kan worden bepaald door deze optische transmissievoorwaarden van het invallende licht te bestuderen, wat een zeer belangrijke rol kan spelen bij het evalueren van de prestaties van de fotodetector. Figuur 6 toont hun reflectiecondities van de fotodetector zonder de metalen array (de conventionele QDIP) en die met de metalen array (de verbeterde QDIP). Vergeleken met de twee curven in Fig. 6, kan worden vastgesteld dat de reflectiecoëfficiëntwaarden van de conventionele QDIP iets kleiner zijn dan die van de verbeterde QDIP, afgezien van de individuele waarden in de frequentiebereiken van 250~260 Thz en 279~293 Thz . Specifiek, als we de waarde met de frequentie van 219 Thz als voorbeeld nemen, is de reflectiecoëfficiëntwaarde van de conventionele QDIP -3,91 dB, terwijl de verbeterde QDIP zo laag is als − 1,31 dB. Zoals hierboven is gezegd, kan de verbeterde QDIP een iets hogere waarde hebben dan de conventionele QDIP, maar het kan worden vastgesteld dat de minimale absorptie van de verbeterde QDIP veel kleiner is dan die van de conventionele QDIP. Om precies te zijn, de minimale absorptie van de verbeterde QDIP is − 16,17 dB bij de frequentie van 255,10 Thz, terwijl de waarde voor de conventionele QDIP gelijk is aan − 13,42 dB bij 254,86 Thz. De lage reflectiecoëfficiënt van de verbeterde QDIP kan worden toegeschreven aan de hogere absorptiecoëfficiënt van metaal dan die in de halfgeleider voor infrarood licht. De absorptie kan worden berekend op basis van de gemeenschappelijke bijdragen van de reflectie en de transmissie. Afbeelding 7a toont de transmissiecoëfficiënt van de conventionele QDIP en hun waarden gemarkeerd met de blauwe kleur zijn duidelijk groter dan die van de verbeterde QDIP binnen het totale frequentiebereik van 200~340 Thz. Bij een frequentie van 298 Thz is de transmissiecoëfficiënt van de verbeterde QDIP bijvoorbeeld slechts − 10,83 dB, wat 1,60 keer kleiner is dan die van de conventionele QDIP, die − 4,15 dB is. Volgens de concurrentieverhouding tussen de transmissie, de reflectie en de absorptie, zal de afname van de transmissiecoëfficiënt leiden tot een toename van de absorptie onder de voorwaarde dat andere verliezen van het invallende licht worden genegeerd.

Reflectiecoëfficiënten van de conventionele QDIP zonder metalen array (blauwe curve) en de verbeterde QDIP met de metalen nanohole-array (rode curve)

Transmissiecoëfficiënten (a ) en absorptiecoëfficiënten (b ) van respectievelijk de conventionele QDIP en de verbeterde QDIP

Door de transmissiesituatie in Fig. 7a te combineren met de reflectiesituatie in Fig. 6, kan het absorptievermogen van de QDIP worden berekend, wat wordt getoond in Fig. 7b. In de afbeelding beschrijft de rode curve (gemarkeerd als 60 nm verbeterd) het absorptievermogen van de verbeterde QDIP met de metalen structuur, en de andere blauwe curve vertegenwoordigt de conventionele QDIP zonder de metalen gatenstructuur (gemarkeerd als 60 nm conventioneel). Door een vergelijking tussen de twee curven te maken, kan worden vastgesteld dat het absorptievermogen van de verbeterde QDIP hoger is dan die van de conventionele QDIP. Het maximale absorptievermogen van de verbeterde QDIP is 0,782 bij de frequentie van 286 Thz, wat 1,71 keer hoger is dan die van de conventionele QDIP, die slechts 0,458 is bij de frequentie van 257 Thz. De redenen voor de toename van het absorptievermogen van de verbeterde QDIP kunnen als volgt worden verklaard. De metalen nanogat-arraystructuren worden bovenop de conventionele QDIP geïntroduceerd en een dergelijke configuratie kan het oppervlakteplasmonresonantie-effect bevorderen, wat leidt tot het lokale koppelingseffect van het invallende licht. Bovendien kan het lokale koppelingseffect ervoor zorgen dat meer invallend licht de onderliggende kwantumdot-lagen van de halfgeleider binnendringt, wat kan resulteren in een hoge absorptie voor het invallende licht en betere foto-elektrische eigenschappen heeft met een grotere fotostroom en een hogere kwantumefficiëntie.

Om verder duidelijk te maken hoe het plasmonversterkende effect in de verbeterde QDIP's kan worden gerealiseerd, bestuderen we ook de invloeden van de verschillende metalen nanogatstructuren op het absorptievermogen van de verbeterde QDIP's. Zoals getoond in Fig. 8a, komen de absorptiecurven van de verbeterde QDIP's met verschillende metalen nanogatradius overeen met respectievelijk de zwarte (50 nm), groene (55 nm), rode (60 nm) en blauwe (65 nm) curve. De absorptiewaarden van de verbeterde QDIP onthullen de verschillende veranderende trend onder verschillende nanogaten. De piekwaarden van het absorptievermogen voor de verbeterde QDIP zijn respectievelijk 0,744 (zwarte curve bij 289 Thz), 0,721 (groene curve bij 291 Thz), 0,782 (rode curve bij 286 Thz) en 0,707 (blauwe curve bij 288 Thz). Het is duidelijk dat van deze fotodetectoren de verbeterde QDIP met een gatstraal van 60 nm de beste absorptieprestaties kan hebben. Tegelijkertijd is het algemeen bekend dat de dikte van de metalen gatenlaag ook de invloeden van het absorptievermogen kan hebben. Zoals aangetoond in Fig. 8b, wanneer de dikte van de metaallaag in de verbeterde QDIP wordt gewijzigd van 10 naar 40 nm, veranderen de piekwaarden van het absorptievermogen dienovereenkomstig van 0,667 (263  Thz voor de dikte van 10 nm) tot 0,782 (286 Thz voor 20 nm), 0,662 (293 Thz voor 30 nm) en 0,590 (262 Thz voor 40 nm). Van deze piekwaarden kan de metalen nanogatlaag met een dikte van 20 nm de hoogste absorptiewaarde hebben.

Absorptievermogen van de verbeterde QDIP (a ) met verschillende radiussen en verschillende metaaldiktes van metalen nanogaten (b)

Om het bovenstaande fenomeen duidelijk te maken, bestuderen we de distributievoorwaarden van het elektrische veld aan het bovenoppervlak van de verbeterde QDIP met de verschillende straal van de metalen gaten bij 286 Thz. Figuur 9 onthult de elektrische veldverdeling bij verschillende straal van metalen gaten in het bereik van 50-65 nm. Vergeleken met de vier afbeeldingen in Fig. 9a, is het duidelijk dat de QDIP's met een gatstraal van 50 nm (Fig. 9a) en 55  nm (Fig. 9b) een relatief zwakkere elektrische veldversterking kunnen hebben vanwege de overeenkomstige elektrische veldverdelingen in Fig. 9 a en b liggen op het hele gebied inclusief de gaten en hun aangrenzende gebieden, en dus kunnen hun lokale koppelingseffecten van het elektrische veld worden genegeerd, terwijl het lokale koppelingsgebied van het elektrische veld met een hoog elektrisch veld kan worden waargenomen in Fig. 9c en d. De sterke elektrische veldverdelingen rond de gaten in figuur 9c en d met de vorm van de ring kunnen worden gelokaliseerd op het grensvlak tussen de metalen gaten en de lucht in de metalen gaten als gevolg van het oppervlakteplasmonkoppelingseffect. Vergeleken met de elektrische veldverdelingen in Fig. 9c en d, is het elektrische veldkoppelingseffect in Fig. 9c sterker dan dat in Fig. 9d volgens hun gemarkeerde kleuren die een mengsel zijn van rood, groen en blauw. In dit opzicht is de rode kleur namens het sterkste veld en de blauwe kleur het zwakste veld. Op basis van de bovenstaande analyse genereren de metalen nanogaten met een straal van 60 nm het versterkende elektrische veldeffect door het oppervlakteplasmon. Om het verbeteringseffect nog duidelijker te maken, is de verdeling van het elektrische veld op xz -vlak dat overeenkomt met de maximale absorptie van de geoptimaliseerde QDIP bij de frequentie van 286 Thz in onze studie zoals getoond in Fig. 10a, dat op de sectie y ligt =0 (komt overeen met het veld van de xz -vlak). In de figuur, vanuit de richting van z -as, ligt de verbeterde elektrische veldverdeling in het gebied tussen aangrenzende metalen gaten die is gemarkeerd met de rode kleur en het zwakke veld ligt in het gebied van de metalen gaten gemarkeerd met de blauwe kleur. De elektrische veldverdeling onthult direct de verbeterde absorptie van de QDIP. Het is het versterkende koppelingseffect dat leidt tot een toename van het absorptievermogen en verder leidt tot de hoge kwantumefficiëntie van de verbeterde QDIP. Natuurlijk kunnen dezelfde conclusies ook worden getrokken door de magnetische veldverdeling te analyseren volgens de eigenschappen van de elektromagnetische eigenschappen van licht. Omdat de bespreking van de distributie van het magnetische veld dezelfde is als die van de distributie van het elektrisch veld, is het niet nodig om deze in deze studie te bespreken.

Elektrisch veldverdeling van de verbeterde QDIP's met verschillende radiussen van metalen nanogaten:a r =50 nm, b r =55 nm, c r =60 nm, en d r =65 nm

een x -richting elektrisch veld van de geoptimaliseerde QDIP. b Elektrische veldpolarisatie van de verbeterde QDIP. c Magnetische veldpolarisatie van de verbeterde QDIP

Bovendien is, zoals hierboven is gezegd, het versterkende effect afkomstig van het oppervlakteplasmon en wordt de modus van de geëxciteerde oppervlakteplasmongolf verder bepaald. Figuur 10a en b geven de resultaten van het elektrische en magnetische veld weer. In de figuur toont Fig. 10b de polarisatieverdeling van het elektrische veld op yz -vlak. Het is te zien dat het elektrische veld normaal is voor de yz -vlak, dat wil zeggen, het elektrische veld kan de E . niet hebben _z onderdeel. Figuur 10c geeft de polarisatieverdeling van het magnetische veld weer. Er kan worden vastgesteld dat het magnetische veld evenwijdig is aan de yz -vlak, dat wil zeggen, er is de Hz-component in de voortplantingsrichting van het invallende licht die z is -richting. Daarom is in onze studie de aangeslagen oppervlakteplasmongolf de TE-modus. Om de positie duidelijk te maken die wordt gebruikt om het oppervlakteplasmon te exciteren, wordt de verdeling van het magnetische veld nabij het grensvlak van het metalen gat weergegeven aan de bovenkant van figuur 10c. Het is te zien dat het magnetische veld op de positie tussen aangrenzende metalen gaten sterker is dan dat in de metalen gaten. Bovendien, volgens het elektrische veld dat in figuur 10a verscheen, kan het ook bewijzen dat het versterkingsveld is geconcentreerd op de locatie tussen aangrenzende metalen gaten. Daarom kan de conclusie worden getrokken dat het oppervlakte-plasmoneffect kan zijn van het oppervlak tussen metaal en halfgeleider, dat op de positie tussen aangrenzende metalen gaten ligt. Het is natuurlijk vermeldenswaard dat de verbetering van de absorptie niet alleen van het oppervlakteplasmon is, maar ook van de verbeterde reflectie van de metaallaag, wat leidt tot de secundaire absorptie van het invallende licht, aangezien het invallende licht langs de QDIP wordt verlicht. z-as.

Het is bekend dat de parameters met betrekking tot de metaallagen ook grote invloed kunnen hebben op de prestaties van de QDIP. Om de optimale parameters te bepalen, worden de dikte van de barrièrelaag en de kwantumdotslaag verder geanalyseerd en besproken onder de voorwaarden van de geoptimaliseerde metaallaagdikte (20 nm) en de straal van het metalen gat (60 nm). Figuur 11a toont de veranderende trend van het absorptievermogen van de fotodetectoren met de verschillende diktes van de barrièrelaag in het bereik van 70-85 nm. Uit de afbeelding blijkt dat deze absorptiecurves dezelfde veranderingstrend hebben. Wanneer de dikte van de barrièrelaag varieert in het bereik van 70~85 nm, zijn de corresponderende maximale absorptiewaarden van de verbeterde QDIP's 0,7581 (70 nm, bij 322,78 Thz), 0,7763 (75 nm, bij 304,84 Thz), 0,8552 (80 nm, bij 292,75 Thz) en 0,8346 (85  nm, bij 284,17), respectievelijk. Vergeleken met deze maximale absorptiewaarden, kan worden vastgesteld dat de barrièrelaag met een dikte van 80 nm de beste absorptieprestaties kan hebben voor de verbeterde QDIP's. Andere parameters opgelost met de bovenstaande geoptimaliseerde waarden, de invloeden van de diktes van de kwantumdotlaag op de absorptieprestaties voor de verbeterde QDIP worden verder bestudeerd en de overeenkomstige curven worden getoond in Fig. 11b. Uit de figuur blijkt dat de rode curve de maximale absorptiewaarde van 0,8647 kan hebben bij een frequentie van 295,48 Thz voor de verbeterde QDIP met een laagdikte van 7 nm, wat illustreert dat de fotodetector de optimale overgangstoestand kan hebben.

Absorptievermogen van de verbeterde QDIP met de verschillende diktes van a de kwantumdot-laag en b barrièrelaag

Op basis van de bovenstaande discussie is het duidelijk dat niet alleen de parameters met betrekking tot de QDIP de prestaties van het apparaat kunnen beïnvloeden, maar dat ook de diktes van de quantum dot-laag en de barrièrelaag de prestaties van het apparaat kunnen bepalen. In deze studie kunnen, volgens de theoretische berekeningsresultaten, de geoptimaliseerde parameters voor de verbeterde QDIP's worden gegeven met de metaallaagdikte van 20 nm, de straal van het metalen gat van 60 nm, de kwantumdots-laagdikte van 7 nm en de barrièrelaag dikte van 80 nm. Het absorptievermogen van de optimale fotodetector kan oplopen tot 0,8647. Bovendien, als we de conventionele QDIP vergelijken met de geoptimaliseerde QDIP zoals weergegeven in Fig. 12, zijn de absorptiewaarden in de rode curve behoorlijk hoger dan die in de blauwe curve, afgezien van de waarden in het frequentiebereik van 222,91 ~ 262,18 Thz. Het maximale absorptievermogen in de rode curve is gelijk aan 0,8647 bij de frequentie van 295,48 Thz, wat 1,89 keer groter is dan die in de blauwe curve (die hetzelfde is als de vorige curve gemarkeerd met "60 nm conventioneel" in Fig. 7b corresponderend met de QDIP zonder metalen gatenarray) met een frequentie van 257 Thz. De frequentieverschuiving voor de maximale absorptiepiek is voornamelijk het gevolg van de verandering in de dikte van de verbeterde fotodetector. Furthermore, based on the optimized parameters of the QDIPs, the thicknesses of the quantum dot layer and the barrier layer, the quantum efficiency value and the responsivity of the photodetector are calculated out.

Absorptivity of the conventional QDIP in blue curve and improved QDIP in red curve with the barrier layer thickness of 80 nm

Quantum Efficiency and Responsivity of the QDIP

Based on the calculated results of the absorptivity in Fig. 12 as well as combining with the expression of the quantum efficiency and the responsivity of the QDIP above, the quantum efficiency of the QDIP and the responsivity can be calculated out, and the corresponding results are plotted in Fig. 13 a and b. Figure 13a depicts the quantum efficiency of the QDIP. In this figure, the blue dotted curve represents the quantum efficiency of the QDIP without metal array, the other red full curve is that of the optimized QDIP with metal array. Making a comparison between the two curves, it can be observed that the maximum quantum efficiency of the optimized QDIP is 0.2961 at the frequency of 295.87 Thz, and it is 1.205 times than that of the conventional QDIP, which is equal to 0.2458 at the frequency of 256.48 Thz. The increasing trend is similar to the absorptivity provided in Fig. 12 which results from the introduction of the metal hole array and the optimization of the quantum dot infrared photodetector. Based on the increasing trends for the absorptivity, we can find that the responsivity of the QDIP also reveals similar increasing trends. To be specific, Fig. 13b gives the responsivity of the optimized QDIP and the conventional QDIP, respectively. In the figure, the red curve is on behalf of the responsivity of the conventional QDIP, and the blue curve stands for that of the optimized QDIP with the metal holes layer. Similar to the analysis in Fig. 13a, the responsivity is 0.0326 mA/W at the frequency of 295.87 Thz, which is 0.0174 larger than that of the conventional QDIP at the frequency of 256.48 Thz (which is 0.0152). The increase in the responsivity can be proven in the other frequency band in the range of 229.57~254.41 Thz, which obviously demonstrates the enhancement in the performance of the photodetector due to the introduction of the metal hole array and the optimization of the quantum dot regions. Moreover, the reasons for the enhancement were detailedly discussed in detail analyzing the electric field distribution of quantum dot regions above.

een Quantum efficiency of QDIP. b Responsivity of QDIP

Influence of the Electrodes and the Substrate

What was studied above is all under the condition of ignoring the influence of the electrodes and the substrate; in fact, the electrodes and the substrate can have certain influences on the performance, but they do not influence the description of the enhancement effects of the performance of the optimized QDIP with the metal layer. This is because the electrodes and the substrate can have almost the same influence on the absorption of the QDIP with the metal layer and without the metal layer. To illustrate the issue adequately, we recalculated the absorption of the QDIP considering the influence resulting from the substrate and the electrodes as well as the quantum efficiency, the responsivity, and so on. To be concrete, it is well known that the electrodes are generally designed at the two ends of the absorption region of the quantum dots, and thus, as shown in Fig. 14a, one is at the top of the conventional QDIP and the other is at the bottom end of the absorption region of the QDIP. That is to say, it lies at the top of the substrate, which can provide the quantum dot absorption region with the bias voltage and transmit current together with the electrodes said above. Here, it is worth mentioning that there is the metal hole array instead of the metal ring in the optimized QDIP in our study used as the electrodes. The other electrode is similar to that of conventional QDIP. Based on the above design, a concrete distribution of the electrodes is clearly calculated in Fig. 14a. Similar to Fig. 14a, in Fig. 14 b, the material of the electrodes is chosen as gold, and the substrate is chosen as AlGaAs; their thicknesses are 20 nm and 300 nm, respectively.

een Conventional QDIP with electrodes and substrate. b Optimized QDIP with the electrodes and substrate

Based on the introduction of electrodes and substrate in the structure of the QDIP above, we calculated the absorption of the QDIPs, and the corresponding results are compared with the QDIP without the electrodes and the substrate. Figure 15 demonstrates the influence of the electrodes and substrate on the absorptivity of the QDIP. In the figure, the blue curve and the pink curve are the absorptivity of the conventional QDIP without the electrodes and the substrate and that of the optimized QDIP without the electrodes and the substrate, respectively. The red dashed curve represents the absorptivity of the optimized QDIP with the electrodes and the substrate. Its maximum absorption is 0.7620 at the frequency of 304.35 Thz which is just 0.1027 smaller than that of the optimized QDIP without electrodes and substrate. The decrease of the absorptivity is degraded from the loss of the electrodes and the substrate, the same as the green curve with the absorptivity of the conventional QDIP with the electrodes and substrate. Compared with the absorptivity of the conventional QDIP and optimized QDIP with electrodes and substrate, the enhancement is very clear in the absorptivity of the optimized QDIP with electrodes and substrate, which is the same as the optimized QDIP in Fig. 12. In other words, though the electrodes and the substrate can result in the decrease of the absorptivity, the total absorptivity of the optimized QDIP can be enhanced compared with that of bare QDIP, and thus, the decrease can be negligible as they can have a very small influence on the description of the enhancement of the optimized QDIP when using the metal hole array.

Absorption of the QDIP with electrodes and substrate

In addition, it can be observed that the change trend of the absorptivity of the QDIP with the electrodes and substrate cannot be the same as the previous curves (corresponding to the blue curve and pink curve). They are more complex with many peak values. The reasons for this phenomenon can be explained as follows. First of all, the addition of the electrodes and the substrate can produce more or less a loss and the frequency shifts due to the accumulated heating effect and the other negative influence factors. Secondly, since the material of the electrodes is chosen as the metal, in the optimized QDIP with the electrodes and the substrate, it can result in enhanced reflection and enhanced surface plasmon. The two reasons commonly favor the enhancement of the absorptivity as demonstrated in Fig. 15.