AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱增益特性研究

采用Shu Lien Chuang方法计算了AlInGaAs/AlGaAs应变引起价带中重、轻空穴能量变化曲线,在Harrison模型的基础上详细地计算了AlInGaAs/AlGaAs和GaAs/AlGaAs量子阱电子、空穴子能级分布并且进一步研究了这两种材料在不同注入条件下的线性光增益.进一步计算比较可以得出AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱光增益特性要优于GaAs/AlGaAs非应变量子阱增益特性,因此AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱半导体材料应用于半导体激光器比传统GaAs/AlGaAs材料更具优势.     

GaInNAs/GaAs量子阱结构基态光跃迁的能量

从理论和实验两个方面对GaInNAs/GaAs量子阱结构基态的光跃迁能量进行研究.在理论计算过程中,分别采用电子有效质量近似法和双能级推斥模型计算了GaInNAs合金的电子空穴分立能级的能量及其带隙能,讨论了由应变引起的带隙变化量.将理论计算结果与光致发光的实验结果进行比较,两者符合得很好.并简单分析了N的加入对GaInNAs合金带隙能产生的影响.     

快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱的影响

用固态分子束外延技术生长了高应变In045Ga0.55 As/GaAs量子阱材料.研究了快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱材料光学性质的影响.本文采用假设InGaAs/GaAs量子阱中的In-Ga原子扩散为误差函数扩散并解任意形状量子阱的薛定谔方程的方法,对不同退火温度下InGaAs/GaAs量子阱室温光致发光峰值波长拟合,得到了In原子在高应变InGaAs/GaAs量子阱中的扩散系数以及扩散激活能(0.88eV).     

快速热退火对高应变InGaAs/Ga As量子阱的影响

用固态分子束外延技术生长了高应变In0.45Ga0.55As/GaAs量子阱材料. 研究了快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱材料光学性质的影响. 本文采用假设InGaAs/GaAs量子阱中的In-Ga原子扩散为误差函数扩散并解任意形状量子阱的薛定谔方程的方法，对不同退火温度下InGaAs/GaAs量子阱室温光致发光峰值波长拟合，得到了In原子在高应变InGaAs/GaAs量子阱中的扩散系数以及扩散激活能（0.88eV) .     

GaInNAs/GaAs量子阱结构基态光跃迁的能量

从理论和实验两个方面对GaInNAs/GaAs量子阱结构基态的光跃迁能量进行研究.在理论计算过程中,分别采用电子有效质量近似法和双能级推斥模型计算了GaInNAs合金的电子空穴分立能级的能量及其带隙能,讨论了由应变引起的带隙变化量.将理论计算结果与光致发光的实验结果进行比较,两者符合得很好.并简单分析了N的加入对GaInNAs合金带隙能产生的影响.     

GaInAs/GaAs应变量子阱能带结构的计算

讨论了GaInAs/GaAs应变量子阱结构的应变效应 ,给出了量子阱层的临界厚度随In组份的变化关系。由克龙尼克 -潘纳模型计算了GaInAs/GaAs应变量子阱的量子化能级 ,给出了cl -hhl跃迁对应的发射波长随阱宽和In组份的变化关系曲线 ,并与实验测量的GaInAs/GaAs量子阱的发射波长进行了比较 ,基本一致。与此同时 ,对GaInAs/GaAs应变量子阱向长波长方向的发展也进行了计算分析 ,最后计算研究了应变量子阱中价带子能级及态密度的色散关系     

离子损伤对等离子体辅助分子束外延生长的GaNAs／GaAs和GaInNAs／GaAs量子阱的影响

研究了离子损伤对等离子体辅助分子束外延生长的GaNAs／GaAs和GaInNAs／GaAs量子阱的影响．研究表明离子损伤是影响GaNAs和GaInNAs量子阱质量的关键因素．去离子磁场能有效地去除了等离子体活化产生的氮离子．对于使用去离子磁场生长的GaNAs和GaInNAs量子阱样品,X射线衍射测量和PL谱测量都表明样品的质量被显著地提高．GaInAs量子阱的PL强度已经提高到可以和同样条件下生长的GaInAs量子阱相比较．研究也表明使用的磁场强度越强,样品的光学质量提高越明显．     

光抽运垂直外腔面发射激光器的增益特性数值模拟

为了深入研究光抽运垂直外腔面发射激光器的增益特性,以InGaAs/GaAs应变量子阱系统为例,建立了将带隙、带边不连续性计算和带结构计算系统结合起来的完整体系,考虑在应变影响下能带及波函数的混合效应。利用有限差分法对含6×6 Luttinger-Kohn哈密顿量的有效质量方程精确求解,得到了InGaAs/GaAs应变量子阱导带、价带的能带结构和包络函数,然后选用Lorentzian线形函数,数值模拟了量子阱的材料增益谱和自发辐射谱。最后讨论了阱宽、载流子浓度、温度等因素对量子阱材料增益的影响,为光抽运垂直外腔面发射激光器的优化设计提供了理论依据。     

高功率VCSEL中应变补偿量子阱的理论设计

利用模型固体理论、k.p理论和Pikus-Bir理论,研究了InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱,得出了较为简单通用的设计方法;进而研究了阱宽、InGaAs中In组分和GaAsP中P组分等参数对跃迁波长的影响.理论计算发现,与InGaAs/GaAs普通量子阱相比,InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱能提供更深的载流子阱和更大的增益.按照提出的理论设计方法,研制了含InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱的垂直腔面发射激光器(VCSEL),理论计算和实验结果相吻合.     

GaInNAs/GaAs量子阱太阳电池模型建立与计算

对第三代太阳电池的InGaP/GaAs双叠层模型结构进行了理论性改进,提出了将GaInNAs/GaAs量子阱结构生长于子电池GaAs的空间电荷区的模型,并对其子电池的吸收效率与量子效率进行了模拟计算,分析了此模型对提高叠层太阳电池的整体光电转换效率的可行性。     

High performance 1.28 /spl mu/m GaInNAs double quantum well lasers

The use of multiple quantum wells and GaAs barriers favours the temperature stability and modulation bandwidth of GaInNAs lasers. It is shown that a very low threshold current density and a high characteristic temperature can be achieved for GaInNAs/GaAs double quantum well lasers, emitting at 1.28 /spl mu/m, when grown by molecular beam epitaxy under favourable conditions.     

1.50 /spl mu/m CW operation of GaInNAs/GaAs laser diodes grown by MOCVD

Room-temperature continuous-wave operation of a 1.5 /spl mu/m range GaInNAs laser grown by metal organic chemical vapour deposition is reported. The lasing wavelength of the GaInNAs/GaAs double quantum well laser was 1.50 /spl mu/m and the threshold current was 245 mA. The characteristic temperature between 10 and 50/spl deg/C was about 119 K under pulse operation.     

Inhibited dark-line defect formation in strained InGaAs/AlGaAsquantum well lasers

Dark-line defect formation is compared in GaAs/AlGaAs and strained InGaAs/AlGaAs quantum well lasers. Dark-line defects have high growth velocity along 〈100〉 in GaAs quantum well lasers, causing rapid degradation. In contrast, the 〈100〉 dark-line defect is suppressed in the structures with a strained InGaAs quantum well, so that rapid degradation does not occur     

InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

优化设计了既能实现较小垂直方向远场发散角,又能降低腔面光功率密度的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变层量子阱激光器,并计算了该结构激光器实现基横模工作的脊形波导结构参数。利用分子束外延生长了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器材料并研制出基横模输出功率大于１４０ｍＷ,激射波长为９８０ｎｍ的脊形波导应变量子阱激光器,其微分量子效率为０．８Ｗ／Ａ,垂直和平行结平面方向远场发散角分别为２８°和６．８°     

GaInNAs/GaAs量子阱的光致发光谱和光调制反射谱

研究了GaInNAs/GaAs多量子阱在不同温度和激发功率下的光致发光(PL)谱以及光调制反射(PR)谱.发现PL谱主发光峰的能量位置随温度的变化不满足Varshni关系,而是呈现出反常的S型温度依赖关系.进一步测量,特别是在较低的激发光功率密度下,发现有两个不同来源的发光峰,它们分别对应于氮引起的杂质束缚态和带间的激子复合发光.随温度变化,这两个发光峰相对强度发生变化,造成主峰(最强的峰)的位置发生切换,从而导致表观上的S型温度依赖关系.采用一个基于载流子热激发和出空过程的模型来解释氮杂质团簇引起的束缚态发光峰的温度依赖关系.     

Influence of the cap layer thickness on photoluminescence properties in strained InGaAs/GaAs single quantum wells

The influence of the GaAs cap layer thickness on the luminescence properties in strained In_0.20Ga_0.80As/GaAs single quantum well (SQW) structures has been investigated using temperature-dependent photoluminescence (PL) spectroscopy. The luminescence peak is shifted to lower energy as the GaAs cap layer thickness decreases, which demonstrates the effect of the GaAs cap layer thickness on the strain of InGaAs/GaAs single quantum wells (SQW). We find the PL quenching mechanism is the thermal activation of electron hole pairs from the wells into the GaAs cap layer for the samples with thicker GaAs cap layer, while in sample with thinner GaAs cap layer exciton trapping on misfit dislocations is dominated.