GaAs中光生重空穴散射的飞秒光谱

采用可调谐飞秒激光光谱技术 ,研究 Ga As中光生重空穴的超快弛豫动力学过程 .测得重空穴的弛豫时间为 1 50 fs,表明空穴的热弛豫由空穴 -空穴散射和空穴吸收光学声子共同决定 .给出光生空穴的空穴 -空穴散射率公式 ,说明价带类 | p〉波函数的各向异性使得低能量空穴的散射率变小 .计算得到的空穴弛豫时间与实验结果较好符合 .     

半导体中超快过程的研究

用飞秒脉冲激光技术研究了半导体中的超快过程．通过用超快光生电压谱对激光激发载流子的动量弛豫过程进行检测,得到在半导体硅中载流子的动量弛豫时间约为70飞秒,该过程与载流子与载流子的散射几率有关;对于锗硅量子点,由于载流子的散射几率下降,使动量弛豫时间增加至130飞秒．用超快反射谱法测量了载流子的能量弛豫过程和扩散过程,用高能量激光激发得到载流子的能量弛豫时间约为几个皮秒,这与载流子与声子的散射几率密切相关;而用低能量激光激发可得到光生载流子的扩散时间约为1百皮秒量级．     

半导体中的微微秒和亚微微秒光谱

当半导体材料受到超短光脉冲激发时,就产生大量非平衡态热载流子,这些载流子首先通过载流子-载流子散射、等离子元发射和LO声子散射至准平衡态,此时电子温度远高于晶格温度。这个弛豫过程极短,实验测量表明,在GaAs体材料和GaAs量子阱中分别为35fs和50fs。此后的弛豫过程主要通过发射声子来完成,弛豫时间从几微微秒到几十微微秒,     

P型Ge的光子牵引效应

本文报道了我们对P型Ge光子牵引效应理论和实验的系统研究。红外激光通过P型Ge样品时,发生空穴带间的跃迁。分别考虑重、轻空穴带在k空间的分布函数f_1(k)和f_2(k),引入散射弛豫时间τ_1(k)和τ_2(k),可以得到光场作用下稳态的分布函数。具体分析表明,这是一个k空间上的不对称分布,因而半导体中将有轻、重空穴电流产生,即光子牵引电流。     

耦合ZnO/MgxZn1-xO量子点中的激子态和带间光跃迁

在有效质量近似和变分原理的基础上,考虑量子点的三维约束效应和内建电场.研究了ZnO/MgxZn1-xO0耦合量子点中激子结合能、带间光跃迁能以及电子-空穴复合率随量子点结构参数(量子点高度和势垒层厚度)的变化.结果表明:激子结合能、带间光跃迁能和电子-空穴复合率随量子点高度或势垒层厚度的增加而降低.     

三势垒共振隧穿结构中极大增强的光生空穴共振隧穿

研究了电子隧穿出射端嵌入1.2 μm厚n型弱掺杂GaAs层的三势垒双阱隧穿结构,观察到了隧穿峰谷比高达36的光生空穴共振隧穿峰.研究证实1.2 μm厚n型弱掺杂GaAs层在光照下产生的大量光生空穴以及空穴隧穿出射端的23 nm宽的量子阱中量子化的空穴能级对空穴隧穿谷电流的限制作用,是导致高峰谷比的光生空穴隧穿现象的主要原因.     

非晶硅薄膜晶体管的泄漏电流模型

当对a-Si:H TFT施加较大的漏-栅电压时,其泄漏电流主要取决于空穴在漏端耗尽区内的产生过程以及被有源层内中立陷阱捕获的过程.基于价带空穴和被陷阱所捕获空穴的一维连续性方程,推导出空穴在有源层内纵向传导的逃逸率.通过描述漏端耗尽区内空穴的产生率以及在a-Sic H层内空穴传导的逃逸率,建立了a-Si:H TFT的泄漏电流模型,并进行了相应验证.     

双异质结单载流子传输光敏晶体管输出电流

详细对比并分析了双异质结单载流子传输光敏晶体管(Uni-travelling-carrier Double Heterojunction Phototransistor,UTC-DHPT)与单异质结光敏晶体管(Single Heterojunction Phototransistor,SHPT)在大的入射光功率范围下集电极输出电流特性.首先,UTC-DHPT仅选取窄带隙重掺杂的基区作为吸收区,与SHPT选取基区和集电区作为吸收区相比,其光吸收区厚度小,在小功率入射光下UTC-DHPT的输出电流小于SHPT的输出电流.其次,由于UTCDHPT的双异质结结构,光生电子和光生空穴产生于基区,减弱了SHPT因光生空穴在集电结界面积累而产生的空间电荷效应,避免了SHPT在小功率入射光下输出电流开始饱和的问题,从而UTC-DHPT获得了比SHPT更大的准线性工作范围.最后,UTC-DHPT的单载流子(电子)传输方式使得基区产生的光生空穴以介电弛豫的方式到达发射结界面,有效降低了发射结势垒,增加了单位时间内由发射区传输到基区的电子数量,提高了其发射结注入效率,在大功率入射光下UTC-DHPT比SHPT能获得更高的输出电流.     

长波带间级联探测器结构设计

针对带间级联结构在长波探测上的设计应用,采用包络函数近似下的二带模型和传输矩阵方法,考虑电子和轻空穴耦合,计算了带间级联结构多量子阱弛豫区的E-k关系和详细能带信息.特别优化了弛豫区结构,在保证光生载流子在弛豫区中隧穿几率的前提下首次利用周期性量子阱结构拓展弛豫区厚度,降低吸收区中电场强度,抑制产生复合电流和隧穿电流,提高器件电学性能.制备的该两级结构长波带间级联探测器10. 5μm处量子效率达到了20%,证实了弛豫区与隧穿区具有良好的光生载流子输运.器件在80 K下50%截止波长为11. 5μm,是目前所见报道中带间级联结构在80 K工作温度下所获得最长波长的红外探测器.     

<100>沟道方向对高迁移率双轴应变硅p-MOSFET的作用

双轴应变技术被证实是一种能同时提高电子和空穴迁移率的颇有前景的方法;<100>沟道方向能有效地提升空穴迁移率.研究了在双轴应变和<100>沟道方向的共同作用下的空穴迁移率.双轴应变通过外延生长弛豫SiGe缓冲层来引入,其中,弛豫SiGe缓冲层作为外延底板,对淀积在其上的硅帽层形成拉伸应力.沟道方向的改变通过在版图上45°旋转器件来实现.这种旋转使得沟道方向在(001)表面硅片上从<110>晶向变成了<100>晶向.对比同是<110>沟道的应变硅pMOS和体硅pMOS,迁移率增益达到了130%;此外,在相同的应变硅pMOS中,沟道方向从<110>到(100)的改变使空穴迁移率最大值提升了30%.讨论和分析了这种双轴应变和沟道方向改变的共同作用下迁移率增强的机理.