AlGaAs/GaAs量子阱探测器的吸收光谱研究

从定态Schrodinger方程出发,研究了不同Al组分和不同温度对宽量子阱红外探测器吸收光谱的影响。当体系的费米能级固定后,发现量子阱基态束缚能随着A1组分增长而变大,且相应的吸收光谱峰值趋于短波。环境温度对A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器的响应光谱影响不大。通过理论计算定量给出了A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器吸收光谱随量子阱阱宽、Al组分和温度变化的规律。     

量子阱红外探测器掺杂阱中能级的计算

量子阱中能级位置的确定是获得量子阱红外探测器其它设计参数的基础。为了提供足够的载流子跃迁,阱层一般为重掺杂层。重掺杂使半导体材料禁带宽度变窄,从而改变量子阱中能级的位置。通过对不同温度、量子阱区不同掺杂浓度条件下的量子阱材料PL 谱进行测量,得出PL 谱峰值波长对应的电子跃迁峰值能量,它与阱中基态能级的位置有关。分别计算了考虑和不考虑禁带变窄效应时的电子跃迁峰值能量,并与实验结果相比较,可以看出考虑禁带变窄效应时与实验结果相吻合,因此掺杂量子阱区能级的计算需要考虑禁带变窄效应,这样可以较为精确的得出阱中能级的位置。     

非均匀GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器材料表征和器件性能研究

本文利用分子束外延（MBE）技术成功生长了GaAs/AlGaAs非均匀量子阱红外探测器材料,并对相关微结构作了细致表征。分析比较了非均匀量子阱结构和常规量子阱红外探测器性能差异,并对比研究了不同势阱宽度下非均匀量子阱红外探测器的性能变化。通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）结合能谱仪（EDS）对非均匀量子阱红外探测器材料微结构进行了分析,并利用二次离子质谱仪（SIMS）对非均匀势阱掺杂进行了表征。结果表明,该量子阱外延材料晶体质量很好,量子阱结构和掺杂浓度也与设计值符合较好。对于非均匀量子阱红外探测器,通过改变每个阱的掺杂浓度和势垒宽度,可以改变量子阱电场分布,而与传统的均匀量子阱红外探测器相比,其暗电流显著下降（约一个数量级）。在不同阱宽下,非均匀量子阱的跃迁模式发生改变,束缚态到准束缚态跃迁模式下（B-QB）的器件具有较高的黑体响应率以及较低的暗电流。     

基于温度变化的量子阱红外探测器研究

量子阱红外探测器受到温度、压强等多种因素的影响,本文主要从温度方面进行了研究.在文献[2]的基础上,进一步推导了超晶格中热应变与温度的关系;结合量子阱红外探测器的能级公式以及波长与能级差的关系式,定量地分析了温度变化对量子阱红外探测器探测峰值波长的影响.     

长波量子阱红外探测器材料技术研究

针对红外探测应用开展了长波GaAs/AlGaAs量子阱材料技术研究。系统地介绍了量子阱红外探测器材料的材料设计、生长和表征。基于一维薛定谔方程的求解获得量子阱材料的能带结构,进行量子阱材料的设计。采用分子束外延技术进行量子阱材料的生长研究。对量子阱材料的室温光荧光谱和高分辨率X射线衍射测试结果表现出材料高度晶格完整性以及平整界面。基于布鲁斯特角配置的傅立叶红外光谱测试获得了量子阱材料子带间跃迁吸收产生的红外吸收谱。采用该材料制备出高性能的量子阱红外焦平面探测器。     

GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的量子阱参数设计

量子阱参数如势阱宽度、势垒高度和阱中的掺杂浓度决定了阱中的能级分布及光学吸收,它和量子阱红外探测器(QWIP)的响应波长、暗电流、响应率、探测率等特性参数密切相关.为了使设计的QWIP达到预期的各种性能指标,对其各参量进行了精心设计.运用量子阱的第一激发态与势垒的高度接近时产生共振效应,进行了量子阱的优化设计,得出垒高和阱宽的关系.另外,根据器件光谱响应的要求,利用传输矩阵法计算出相应的量子阱参数.此设计方法在GaAs/AlGaAs长波-长波双色QWIP中得到了较好的验证.     

传输矩阵法在多量子阱红外探测器结构设计中的应用

采用传输矩阵法对多量子阱结构导带子能级位置进行理论计算,确定其量子阱宽度、势垒高度等物理参数.用MBE设备进行GaAs/AlGaAs 多量子阱红外探测器结构材料的生长.利用傅里叶变换红外光谱仪对所制作的器件进行了光谱测量,不同外延材料的对比实验结果表明,器件的峰值响应波长与理论计算结果吻合较好;由传输矩阵法计算确定的多量子阱导带子能级位置而推算得到的响应波长与实际器件的响应波长有良好的一致性.     

GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器的光荧光表征

对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器器件进行显微荧光光谱（μ－PL）测量,光谱中表征势垒、势阱基态间光跃迁能量位置的荧光峰值接与势垒中Al含量相关,通过光谱实验上对势垒和量子阱带间跃迁能量的确定并结合有效质量理论的计算,获得了Al组分和阱宽值,并由此推算出相应的红外探测响应波长,与光电流谱的结果相比吻合良好,这种材料的测量结果有利于器件制备的材料筛选。     

质子注入和快速退火对GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器的影响

利用质子注入和快速退火技术改变GaAs/AlGaAs 量子阱能级分布,使量子阱红外探测器的光电特性发生变化,在较大地移动了探测波长的同时,探测器的响应率、探测率以及暗电流特性也发生相应变化.在质子注入剂量为2.5×10     

基于带隙影响的量子阱红外探测器带宽的研究

量子阱红外探测器(QWIP)受到压强、掺杂浓度、温度等多种因素的影响,主要从温度对带隙影响方面进行了研究.以QWIP中的能级公式和能级间的电子跃迁为基础,首先通过GaAs和AlGaAs两种材料的带隙与温度的关系式,得到ΔEg随温度的变化情况;接着利用吸收波长的公式计算出三种跃迁下的吸收波长与温度的关系;最后结合光电流谱...     

High-frequency performance of single quantum well infraredphotodetectors at high power densities

The high-frequency properties of quantum well infrared photodetectors (QWIP's) based on a double-barrier single QW structure are studied theoretically. An analytical model of the QWIP is developed. The model takes into account the main processes responsible for the QWIP operation, namely, the electron tunneling from the emitter, capture of the electrons into the QW, their photoexcitation from the QW, and electron drift or ballistic transport across the QWIP structure. Analytical expressions for the QWIP responsivity as functions of the modulation frequency of infrared radiation, its power density, and the QWIP structural parameters are obtained from the rigorous self-consistent small-signal analysis. It is shown that there are two distinct ranges where the frequency dispersion of the responsivity is strong. At low frequencies, the responsivity dispersion is associated with the inertia of the process of recharging of the QW while at very high frequencies the dispersion is due to the electron transit-time effect. The influence of the electron transit-time effect on the QWIP admittance is also evaluated. The derivation of the QWIP high-frequency performance and, in particular, the estimates of 3-dB bandwidth show that the QWIP's have a great potential for devices utilizing both infrared radiation and millimeter or submillimeter wavelength microwave signals     

LP－MOCVD生长伸张应变InGaAs／InP多量子阱的研究

首先从理论上研究了在应变情况下量子阱中能级的计算，然后利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ研究了ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ组份的控制及生长条件，最后生长伸张应变为０．５％的四个量子阱ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ结构材料，利用ＰＬ光谱测量得最小阶宽为１．８ｎｍ。     

LP－MOCVD生长伸张应变InGaAs／InP多量子阱的研究

首先从理论上研究了在应变情况下量子阱中能级的计算，然后利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ研究了ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ组份的控制及生长条件，最后生长伸张应变为０．５％的四个量子阱ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ结构材料，利用ＰＬ光谱测量得最小阶宽为１．８ｎｍ。     

InGaN/GaN quantum well growth on pyramids of epitaxial lateral overgrown GaN

InGaN/GaN quantum wells (QW) were grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) on pyramids of epitaxial lateral overgrown (ELO) GaN samples. The ELO GaN samples were grown by MOCVD on sapphire (0001) substrates that were patterned with a SiN_x mask. Scanning electron microscopy and cathodoluminescence (CL) imaging experiments were performed to examine lateral variations in structure and QW luminescence energy. CL wavelength imaging (CLWI) measurements show that the QW peaks on the top of the grooves are red-shifted in comparison with the QW emission from the side walls. The results show that In atoms have migrated to the top of the pyramids during the QW growth. The effects of V/III ratio, growth temperature as well as ELO GaN stripe orientation on the QW properties are also studied.     

采用新结构与新工艺降低SiGe HBT基区串联电阻

采用新型调制掺杂量子阱基区结构和掩埋金属自对准工艺方法,在器件的纵向结构和制备手段上同时进行改进,使超薄基区小尺寸SiGeHBT的基区横向电阻和接触电阻分别降低42%和55%以上,有效解决了基区串联电阻的问题。     

GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器特性非对称性分析

在分子束外处生长量子阱材料过程中,分析了在不同的GaAs/AlGaAs异质结生长次序中Ga的解吸附速率不同和量子阱中掺杂的扩散造成量子阱结构的不对称,讨论了GaAs/AlGaAs最子红外探测器的性能参数相对于正负偏压的不对称性,并与金属有机化合物汽相沉淀法生长的最子阱材料和相应器件进行了比较,发现,采用分子束外延方法生长器件的不对称性更明显。     

Effect of Silicon Doping in the Quantum-Well Barriers on the Electrical and Optical Properties of Visible Green Light-Emitting Diodes

The effect of Si doping in the GaN quantum-well (QW) barriers of the InGaN–GaN multiple QW active region in visible green light-emitting diodes (LEDs) was studied. As the doping level of Si increases, the intensity of electroluminescence (EL) decreases, while the forward voltage of the diodes is improved. Degradation of EL is believed to be mainly due to the hole transport blocking effect caused by Si doping in the QW barriers resulting in increased potential barriers. This effect is believed to be more significant in green LEDs than in violet and blue LEDs.      

纤锌矿GaN/AlxGa1-xN量子阱中激子能量

考虑了纤锌矿GaN/Al<,x>Ga<,1-x>N量子阱(QW)材料中空穴带质量和光学声子模的各向异性以及声子频率随波矢变化的效应,采用改进的LLP变分法计算了纤锌矿氮化物QW中激子的基态能量和结合能.给出了激子的基态能量和结合能随着QW宽度和Al组分变化的函数关系,并对闪锌矿和纤锌矿GaN/Al<0.3>Ga<,0....