半导体光放大器参数对高速全光波长变换系统的影响北大核心CSCD

理论分析并模拟仿真了半导体光放大器(SOA)参数对高速偏振复用-正交频分复用(PM-OFDM)全光波长变换系统的影响。SOA参数(包括增益饱和、光场限制因子、有源区内载流子浓度)均与系统波长转换效率有关。在达到SOA的增益饱和之前或在SOA的增益饱和附近,通过改变注入电流、载流子浓度、光场限制因子均可引起SOA增益系数的改变,从而影响系统的波长转换效率。通过改善SOA参数,实现了速率为40 Gbit/s的PMOFDM信号在全光波长变换后的无串扰直接接收。     

磁性半导体的理论研究

在磁性半导体的理论研究工作中，在氧化铟In2O3中掺杂过渡金属元素的研究最为广泛。理论上Fe掺杂In2O3磁性半导体后，具有室温铁磁性。在氧化铟中进行掺杂或引入氧空位可以提高载流子浓度，并且载流子浓度可以通过改变掺杂浓度或者样品制备时氧气压的大小来加以控制。     

减反射膜与外腔半导体激光器调谐范围

由于镀了减反射膜的半导体激光二极管端面的反射曲线的谱宽有限，而且，增益峰值波长随载流子密度的变化，因而实际上起作用的反射率通常都比能测到的最低反射率高，在腔内可建立的载流子密度的上限比预期的低。在考虑了这些因素后，计算了用这种管子作外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）的增益介质时，ＥＣＬＤ的调谐范围。     

杂质分布的红外光谱椭偏分析方法

在半导体工艺中,掺杂杂质类型、浓度及结深的改变都会引起不同频率的红外光谱,介绍了一种通过红外椭偏仪测量浅结杂质分布的方法。利用Drude方程将Si中不同掺杂与其引起的光学常量的变化对应起来,通过红外椭偏分量Ψ和Δ的测量及模型拟合来测定半导体中载流子的浓度分布。并建立高斯渐变层模型,即将离子注入退火后的非均匀掺杂层分成n小层,各层载流子浓度之间符合高斯分布,且每一层载流子浓度可以用Drude方程来描述。测量采用了可变角度的红外光谱椭偏仪,该测量方法具有非接触性、非破坏性的优点,测量快捷方便。     

用表面声波衰减法研究热氧化硅的表面特性

在分立的介质空间电荷耦合旋转体中,表面声波(SAW)和附近的半导体中的自由载流子的相互作用引起了声波的衰减。衰减的大小取决于表面附近自由载流子的浓度。外加直流电压将改变表面载流子的浓度,而这个改变反映在表面声波的衰减中。分析连续直流电场所引起的表面声波衰减可估计表面态密度。在半导体处于深耗尽型之后,从表面声波衰减至达到稳定状态所需的时间是耗尽区中载流子产生率的一个标志。同时用一个外加同步直流脉冲观察了瞬时效应。     

窄禁带N型掺杂HgCdTe中自由载流子的奇特性质

研究已表明掺杂HgCdTe中不存在对于自由载流子等离子体振荡的朗道阻尼,本文进一步研究了HgCdTe掺杂及随之产生的简并对自由载流子能量色散关系的影响,并将这种影响计入自由载流子的介电函数后,从理论上证明了掺杂窄禁带半导体中不存在朗道阻尼的现象是由于自由载流子能量色散关系变化引起其运动行为变化所致。     

红外透射光谱测量重掺杂化合物半导体裁流子浓度方法的研究

文报道了用红外透射光谱测量重掺杂化合物半导体n-GaAs和n-InP 载流子浓度的研究结果.给出了载流于浓度N和透射光谱截止波长λ_c的关系曲线,对应的经验公式为:对于 n-GaAs,N=1.09 × 10~(21)λ_c~(3.0623);n-InP,N=3.58 × 10~(20)λ_c~(-2.6689).本方法载流子浓度测量范围为 1.0×10~(17)≤N≤2.0 ×10~(19)cm~(-3),测量误差 ±10～15％.文中对测量条件进行了讨论,并给出了GaAs:Si样品载流子浓度径向分布的测量结果.     

供固体激光器用自Q开关反射镜材料

二氧化钒(VO2)薄膜在温度Tt(接近340K)时,显示出半导体-金属相变。这种相变伴随着光学透射和反射的变化。本文利用薄膜厚度作为参数,实验确定了在高于或低于Tt(即300K和360K)的两种温度下的反射光光谱。然后计算了金属相的反射率Rm与半导体相的反射率Rsc的比值Kλ。在λ=1.06μm波长测得最大Kλ值的薄膜,用于钕玻璃激光器中作为反射镜。这种激光器产生了脉宽约为56ns的巨脉冲。     

GaAs膜内注入载流子感生的折射率相对变化谱及其对光开关特性的影响

实验测量了不掺杂GaAs膜内注入载流子感生的820～900nm波段反射率相对变化谱,从而得到对应的折射率相对变化谱,并分析其对光开关特性的影响。     

DMSO掺杂PEDOT:PSS薄膜太赫兹波段介电性能研究

导电聚合物材料聚（3，4-乙撑二氧噻吩）:聚（4-苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）是一种在太赫兹波段很有潜力的多功能材料，PEDOT:PSS薄膜的介电性能可以通过掺杂有机溶剂二甲基亚砜（DMSO）来改变.文中利用太赫兹时域光谱（terahertz time-domain spectroscopy，THz-TDS）技术对DMSO掺杂PEDOT:PSS薄膜在太赫兹波段的介电常数进行研究，结合Drude-Smith模型计算了DMSO掺杂PEDOT:PSS薄膜的载流子浓度和载流子迁移率，全面分析了DMSO掺杂PEDOT:PSS薄膜的介电性能.研究表明:薄膜的介电性能可以通过调节掺杂量而改变，当掺杂浓度提高至15 vol%时，薄膜表现出金属特征，而未掺杂和低掺杂浓度的薄膜仍然表现半导体特征.     

增益调制型波长转换中信号光波长的选择

增益调制型波长转换中 ,为得到转换后信号最大的消光比 (ER) ,信号光波长应该比半导体光放大器 (SOA)的小信号增益峰值波长长。采用分段模型 ,考虑了SOA中增益谱的不对称性以及增益峰值波长随载流子密度的漂移 ,深入研究了信号光功率 ,ER ,参考光功率 ,波长以及SOA注入电流对选择信号光波长λpk ,s 以及消光比改善量的影响。模拟计算表明 ,信号光功率每增加 3dB ,λpk ,s 就需向长波长移动约 7nm。信号光ER增加、参考光功率增加以及SOA注入电流的增加 ,λpk ,s 需向短波长移动。消光比改善量随信号光功率和电流的增加而显著增加 ,随信号ER的增加而降低 ,但是参考光功率和波长变化时影响不大     

图形分析法求半导体激光器端面减反膜的有效反射率

采用图解的方法,对镀制在半导体激光二极管(LD)端面的单层减反射膜的实际效果进行了分析.研究表明:在减反膜的反射率曲线的谱线宽度有限的情况之下,LD镀膜面上的有效反射率Reff一般均高于反射率曲线的最小值Rmin;对LD来说,存在着一个最佳波长λopt,当反射率曲线的最小值所处的波长λf与之相等时,Reff最接近Rmin.     

界面电荷对C-Si表面钝化质量的影响

深入分析了影响晶体硅与钝化介质层界面复合的主要因素:界面态密度(Dit)、介质层表面电荷密度、衬底掺杂类型及掺杂浓度.研究发现,随着载流子注入水平改变,介质层的钝化质量与介质层带电类型和硅片掺杂类型紧密相关.随着载流子注入水平的降低,富含正电荷(负电荷)的钝化介质在P型(N型)硅片上的钝化质量随之降低;富含负电荷(正电...     

光导型光电探测器瞬变行为的仿真

较强功率的激光辐照半导体探测器时既产生光电效应又产生热效应，提出了反映光电效应的载流子输运模型和反映热效应的热扩散模型。计算了不同激光辐照功率密度下PC型HgCdTe探测器内的光生载流子浓度和热平衡载流子浓度．由此对探测器的瞬变行为进行了仿真计算。仿真结果与实验结果相吻合。     

注入衰降引起的硅／二氧化硅／金属系统的电物理参数变化

注入衰降引起的硅／二氧化硅／金属系统的电物理参数变化＝［刊．俄］／－１９９３．２２（２）．－２０～２６从硅中向二氧化硅膜中注入载流子电荷，伴随有金属－介质－半导体结构衰降，根据注入到二氧化硅层中载流子数量而逐渐发生。在注入过程中，二氧化硅层中和硅二氧...     

用激光探针测量半导体器件中的载流子浓度调制效应

本文采用１．３μｍＨｅ－Ｎｅ激光或ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ半导体激光作探针，实时、无损地测量硅半导体器件中的自由载流子浓度的变化．从理论上分析了器件内自由载流子浓度变化引起的折射率改变及由此产生的光相位调制．它适用干硅和砷化镓材料的电子和光电子器件．本方法也显示了在测量集成电路内部有源器件特性方面的潜在应用前景．     

基于标准CMOS工艺线性APD倍增区的优化仿真

采用标准CMOS工艺制备的n~+-p-π-p~+结构的线性APD,其倍增区p层的掺杂分布极大地影响着器件的性能.采用Silvaco仿真软件对倍增区p层进行了设计仿真,研究了p层的注入剂量和注入峰值浓度深度对器件特性的影响.仿真结果表明,设定器件增益为50,在p层的最佳注入剂量为1.82×10~(12)/cm~2,峰值浓度深度为2.1μm左右的最佳工艺条件下,器件的工作电压为73.1 V,过剩噪声因子为4.59,过剩噪声指数在0.34~0.45之间(波长λ=800 nm),优于目前已报道的结果.通过工艺的优化,器件的性能可以得到进一步提高.     

MgO·Al_2O_3尖晶石和硅尖晶石的光学和电学特性

已对MgO·Al_2O_3尖晶石上的2微米厚的n-型硅外延层测量了电导和霍尔效应随温度(在76～350°K)的变化以及光电导随波长的变化(温度为80和300°K)。此外,对硅/尖晶石和相同的尖晶石衬底,测量了光透射率(0.2～300微米)和反射率(0.3～50微米)与波长的关系。用透射和反射的干涉条纹来精确测定硅外延层的厚度。外延层中载流子浓度与温度的关系是典型的补偿磷掺杂硅的特性,但是霍尔迁移率与温度的关系又表明是受势垒限制的载流子输运。尖晶石衬底在0.27～5.75微米之间有80～90%的透射窗,而反射率与指数为1.7的折射率相符。在8～50微米之间,尖晶石有强烈的吸收,其反射率的峰值在波数为545和745厘米~(-1)处,这是由于氧被束缚在Al上的缘故。对尖晶石在超过50微米时又一次观察到透射。在接近于300微米时的百分透射率和干涉条纹的间隙表明折射指数～3,这与以前报导的在1千赫兹处介电常数为8.4相符合。非外延尖晶石与硅尖晶石界面之间的反射率不同,表明外延对交界面附近的成分有影响。在光电导率中观察到的异常大的干涉效应是由于硅尖晶石界面附近的光敏层引起的。     

碲镉汞的离子注入

在3～5和8～12μm 波段,碲镉汞(MCT)已成为红外探测和热成象的最重要的半导体材料。目前,高质量光电二极管可利用包含离子注入形成 n-p 结的工艺来制作。但是,掺杂机理还说不清楚,因为这种化合物半导体的电学性质,不仅由杂质决定,而且还由“缺陷”及与化学配比的偏离所决定。离子注入 MCT 的主要特征是:在注入的材料中,退火前观察到的是 n~+电学掺杂。“缺陷”似乎是产生这个现象的原因,因为形成这一 n~+层不需要任何进一步退火,同时也不怎么依赖注入条件及注入离子的性质。本文描述了离子注入 MCT 的一般性质。我们将给出观测缺陷所引起的载流子浓度饱和、结迁移和退火材料性质等许多问题。这些问题的回答有助于了解离子注入 MCT 的掺杂机理。看来经过注入杂质,接着进行退火的掺杂也是一个更为复杂的问题,因为它主要与缺陷的退火和化学配比的控制有关。p 型掺杂杂质和 n 型掺杂缺陷之间的竞争,提出了通过离子注入形成 p 型层的可能性问题。     

中子辐照损伤区对硅少数载流子寿命的影响

中子辐照在半导体硅晶体中形成无序区,使其电学性能受到严重影响.本文根据无序区基本特征,系统分析中子辐照对少数载流子寿命影响的过程,给出了一个完整自洽的计算表达式;理论计算了材料掺杂浓度、无序区辐照缺陷分布态,以及载流子注入量等参量对少数载流子寿命的影响.最后,将计算结果与点缺陷模型、及实验测量数量进行比较和讨论.