多量子阱红外探测材料的光致荧光谱

在多量子阱红外探测器外延材料制备中,由于器件响应波长对量子阱的阱宽和垒高变化敏感,因此对外延材料的制备有很高的要求.本文中我们利用光致荧光谱(PL)对GaAs/AIGaAs多量子阱红外探测器材料进行了测量和计算,从而在器件工艺前,快速确定器件的探测波长.以光致荧光光谱对GaAs/AIGaAs多量子阱红外探测器材料进行测试,通过理论计算,得到多量子阱红外探测器探测波长.计算得到的理论响应波长与实际器件的响应波长有良好的一致性,证明用光荧光谱对外延材料进行测量并计算,能够更加有效地开展器件研究工作.同时,我们在低温下测量了外加偏压下器件暗电流情况,以及液氮温度下,500K黑体辐射情况时,信号噪声比达到235.3.     

MOCVD 生长及 TEM 表征 GaAs/Al_xGa_(1-x)As 量子异质结构材料

本文报道 MOCVD 生长 GaAs/Al_xGa_(1-x)As 量子异质结构材料(超晶格、量子阱及量子共振隧穿二极管),采用横断面透射显微术表征了样品的界面结构。实验表明:多量子阱与超晶格的周期性良好,层与层之间界面清晰,采用[100]带轴入射,观察到超晶格的 TEM 卫星衍射斑,测量到量子阱中电子的子能级跃迁吸收。研究了生长工艺和材料结构的关系,分析了影响 RT 器件的因素。     

准连续大功率二维层叠量子阱激光器列阵

研究了大功率列阵器件的量子阱结构、材料生长、列阵结构、隔离技术与封装技术,研制出6条层叠GaAs/AlCaAs量子阱激光器列阵,其峰值功率为404W(20Hz,200μs),电-光转换效率高达43.3%.     

退火后应变Ga1-xlnxNyAs1-y/GaAs量子阱特性

引入N原子周围In原子数r自建模型,研究退火对GaInNAs/GaAs量子阱能带结构和应变效应的影响,计算退火前后量子阱的光增益谱,讨论了退火温度和量子阱阱宽对光增益峰值蓝移的影响。结果表明退火使带隙发生蓝移,光增益峰值向短波方向移动,退火温度T越高,相同组分条件下的峰值蓝移越大。减小合金中N含量以及增加量子阱阱宽可减少增益峰值蓝移,从而降低退火带来的不利影响。     

GaSb/InGaAsSb量子阱的带间跃迁设计

采用一维方势阱模型对Gash/InxGa1-xAs0.02Sb0.98m量子阱激光器结构的子带跃迁波长与阱宽间的关系进行了计算,并采用能量平衡模型计算了此应变材料体系在生长时的临界厚度.结果表明GaSb/InGaAsSb是制作2～3μm中红外波段量子阱激光器的良好材料体系.在结构设计和材料生长中采用合适的材料组分及阱宽并对应变总量进行控制是十分重要的.     

一种具有GaInAsN/GaAs量子阱结构的三结太阳能电池的设计

该文使用传输矩阵法分析了GaInAsN/GaAs量子阱对电子的透射情况,并使用crosslight软件对GaInAsN/GaAs量子阱太阳能电池的伏安特性进行了数值模拟和分析。初步讨论了量子阱的阱宽和垒厚的变化对量子阱电池伏安特性的影响.模拟结果发现垒厚32nm、阱宽7nm的量子阱光伏性能表现良好。作为有源区,当将该量子阱加入到GaAs子电池中,InGaP/GaAs/Ge三结电池在AM0下的短路电流密度达到19.81mA/cm2,比未使用量子阱有源区的三结电池提高了20%。     

热应变对量子阱红外探测器吸收波长的影响

从介观压阻效应出发,结合晶体的热膨胀,分析热应变对量子阱红外探测器的影响。其中,热膨胀指的是晶体的温度发生变化时所产生的应变现象。分析过程中,利用量子阱探测器的能带结构公式,获得能带结构与温度的关系。量子阱红外探测器的能带结构是通过电子波干涉法计算得到的。在此基础上,可以进一步分析温度的变化对光电流谱的影响,从而探讨量子阱红外探测器的带宽问题。     

LP-MOCVD生长大功率InGaAsP/GaAs量子阱激光器

设计并利用LP－MOCVD生长了InGaAsP/GaAs分别限制单量子阱结构,采用无铝的InGaP做光学包层。腔面未镀膜情况下,测试10支条宽100μm,腔长1mm的激光器样品,连续输出功率超过1W,阈值电流密度为330～490A/cm2,外微分量子效率为55％～78％,中心发射波长为(808±3)nm。     

准连续5kW叠层激光二极管列阵

报导了5kW GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵的制作过程和测试结果。通过金属有机物化学气相沉积方法实现分别限制单量子阱结构。1cm激光条的填充密度是705。采用80个激光条叠层封装，激光条间距是0.5mm，功率密度达1.25kW/cm^2，峰值波长是809.0nm，谱线宽度是4.8nm。     

纤锌矿GaN/AlxGa1-xN量子阱材料中极化子效应

采用Lee-Low-Pines(LLP)变分法研究纤锌矿量子阱材料中电子-声子相互作用有关问题,给出纤锌矿GaN/AlxGa1-xN和InxGa1-xN/GaN量子阱材料中极化子基态能量和第一激发态到基态的跃迁能量随量子阱宽度和材料组分的变化关系.研究中考虑了纤锌矿量子阱材料中光学声子模各向异性以及声子频率随波矢的变化关系.同时还对运用LLP变分方法计算极化子能量时所采用的几种不同处理方法进行了分析和讨论,并给出相应的数值计算结果.     

应变GaN/Al_xGa_(1-x)N量子阱中电子的跃迁能量

考虑电场及隧穿效应的影响,基于常微分数值计算方法,并利用量子阱系统边界条件自洽求解薛定谔方程和泊松方程,获得电子本征态。以典型的GaN/AlxGa1-xN量子阱为例,计算了势阱中电子的本征能级和带内跃迁能。结果表明,电子在量子阱中的能量是量子化的,内建电场促使能级间距增大;调节阱宽及组分可以获得不同能级并改变跃迁能。     

用分子束外延制备红外锑化物激光器和探测器材料

用固态源分子束外延方法,在GaSb衬底上成功地生长出四元系Ⅲ-V族锑化物单层、多量子阱和激光器、探测器结构材料、并用这些材料制备了2μm波段室温准连续脊波导AlGaAsSb/InGaAsSb多量子阱。     

940nm高功率列阵半导体激光器

利用分子束外延生长方法生长出ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱材料。利用该材料制作出的应变量子阱列阵半导体激光器准连续（５００μｓ,１００Ｈｚ）输出功率达到２７Ｗ（室温）,峰值波长为９３９￣９４１ｎｍ,并分析了影响列阵半导体激光器输出功率的因素。     

外加磁场对应变RTD电流负阻“平台”的抑制作用

本文在实验上观察到GaAs/A1As/InGaAs应变共振隧穿二极管(RTD)在电流负阻区出现一段"平台"现象,该现象来源于发射极子能级和量子阱子能级之间的相互耦合.在外加磁场的作用下,它们之间的耦合得到抑制,在一定的磁场下,负阻"平台"现象消失.此外,峰值电流随磁场增加而减小,导致峰谷电流比下降,同时峰值电压也发生相应的变化.     

MOVPE 生长 InGaN/GaN 单量子阱绿光LED

采用金属有机物气相外延（MOVPE）方法,生长出InGaN/GaN单量子阱结构的绿光发光二极管（LED）。测量了其电致发光光谱及发光强度与注入电流的关系。室温正向偏置下,在20mA的注入电流时,发光波长峰值为530nm,半高宽为30nm。当注入电流小于40mA时,发光强度随注入电流的增大递增。这是中国国内首次研制出的InGaN单量子阱结构的绿光LED。     

超高真空条件下NEAⅢ-Ⅴ族半导体光电阴极的工艺与性能的研究

介绍对GaAs及1.25μm InGaAsPⅢ-Ⅴ族半导体光电阴极的激活工艺及其性能的初步研究结果。全部采用国产超高真空系统,真空度优于8×10~(-8)Pa。在真空系统中激活的GaAs(Cs,O)光电阴极的积分灵敏度约为550μA/lm,InGaAsP(Cs,O)光电阴极在1.06μm处的量子效率为0.4%。用2.06μm波长(禁带宽度E_(?)=1.25μm)、ns量级脉宽的Er,Tm,Ho:YLF激光作激发源在GaAs(Cs,O)光电阴极中实现了三光子光电发射。在液氮温度下测得的数据与室温下测得的数据相吻合,证明热发射相对于三光子光电发射可以忽略。     

941nm连续波高功率半导体激光器线阵列

用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术生长了InGaAs／GaAs／AlGaAs分别限制应变单量子阱激光器材料。利用该材料制成了半导体激光器线阵列,连续波工作条件下的中心激射波长为940．5nm,输出功率高达37．7W(45A、2．0V),斜率效率可达0．99W／A(外微分量子效率为75％),最高转换效率超过45％,阈值电流密度为117A／cm^2,该波长的半导体激光器是Yb：YAG固体激光器的理想泵浦源。     

InGaAsSb多量子阱材料的光致发光特性研究

研究了InGaAsSb多量子阱材料光致发光特性。通过实验数据分析和理论计算,发现对于分子束外延(MBE)法生长的InGaAsSb多量子阱材料,生长时的衬底温度决定着材料的质量,合适的衬底温度可以明显的增加其发射的光致发光强度;组分相同时,在一定范围内,随着阱厚的增加,其发射的光致发光波长也随着增加,但是随着阱厚增大,波长增加趋于平缓。     

Al0.15Ga0.85As／GaAs与In0.15Ga0.85As／GaAs甚长波QWIPs响应率的仿真对比

对In0.15Ga0.85As／GaAs和Al0.15Ga0.85As／GaAs两种甚长波段量子阱红外探测器（QwIP）响应率进行计算。采用物理模型与等效电路模型，结合Crosslight和Spice等软件详细表征了这两种QWIPs的吸收系数、暗电流、响应率、量子效率等物理特性。结果表明随外加偏压的升高QWIP的响应率增加，T=40K时，In0.15Ga0.85As／GaAs QwIP的响应率明显比Al0.15Ga0.85As／GaAs QWIP高出2倍以上，通过对量子效率的对比，使仿真结果得到验证。     

应变多量子阱中内建电场的温度响应

目的研究应变多量子阱中内建电场对温度的响应,探索其温度传感特件.方法针对沿任意方向生长的应变多量子阱材料,讨论应变随着温度的变化关系,进一步讨论内建电场随着温度的变化规律.结果与结论针对ZnSe/GaAs材料组合的应变多量子阱利料,给出了内建电场随温度的变化曲线图.在定范围内,内建电场随着温度呈近似线性关系.