碲镉汞(Hg1-xCdxTe)红外探测器已经发展到第三代，红外探测需求的增长也对碲镉汞红外探测器的性能提出了更高的要求。探测器响应率是评价探测器性能的基本参数，响应率与HgCdTe材料特性参数密切相关。研究材料与器件性能的关系，既能够从器件的需求方面对HgCdTe外延材料提出要求，也能够根据外延材料的特性参数判断其对器件性能的影响，这对于优化器件设计进而改善器件性能具有积极意义。本论文从材料与器件关系的角度，研究了HgCdTe外延材料特性对探测器响应光谱的影响。建立了评价器件响应光谱的物理模型，并从实验上证明了该模型的适用性。本文的主要内容如下:　　 1.HgCdTe红外探测器响应光谱的理论模型与计算。　　 建立了评价探测器光谱响应的物理模型，模型中包含了HgCdTe外延材料的特性参数和器件的结构特性参数。并且考虑了光的相干、非相干传输以及HgCdTe外延材料的组分非均匀性引起的内建电场，根据组分的非均匀性对载流子的连续性方程进行了适当的修正。本文中的模型首次包含了HgCdTe外延薄膜的组分分布特性。　　 2.HgCdTe外延材料参数和器件结构对响应光谱的影响。　　 使用本文建立的响应光谱模型，全面地研究了HgCdTe外延材料参数和器件结构对探测器响应光谱的影响。主要的研究结果有:　　 (1)首次考虑了液相外延HgCdTe薄膜的非线性组分分布对探测器响应光谱的影响，组分均匀性影响光吸收效率，外延衬底与外延薄膜之间的互扩散区的组分呈非线性分布，计算表明，这一互扩散区起到了减反层的效果。　　 (2)材料中沿生长方向的组分梯度会引起内建电场，有利于光激发的载流子向结区漂移，从而可以提高器件的内量子效率。　　 (3)研究表明，表面/界面复合速率对响应光谱的影响程度，也与材料中的纵向组分分布有关，对于液相外延材料，衬底与外延层的界面处存在组分互扩散区，互扩散区的内建电场很强，降低了界面处的少子符合几率，使得界面复合速率对器件的响应光谱几乎没有影响。　　 (4)使用本文模型对响应光谱的实验数据进行了拟合，计算中考虑了HgCdTe薄膜的非线性组分分布以及互扩散区中较小的少子寿命，计算结果能够和实验结果较好地吻合，证明本文中模型可以定量地描述探测器的光谱响应，在探测器的分析和设计过程中，要综合考虑材料的各个特性参数。