半导体/介质纳米颗粒镶嵌材料中光致载流子弛豫过程的研究进展

从全光通信对光子器件的要求出发,报道了近年来在半导体/介质纳米颗粒镶嵌材料中光致载流子弛豫过程的研究进展.强量子限制效应可以大大地减小激子的寿命,但这种材料(Ⅰ-Ⅶ族例外)普遍存在着长寿命的俘获态,制约着这种材料的光学响应速度的提高.     

GaAs材料非平衡热电子的瞬态输运及其光电导特性

根据能带电子输运理论,对光激发热电子的产生、弛豫、复合过程进行了分析,并利用蒙特卡罗方法对不同电场中热电子输运的漂移速度瞬变特性进行了模拟。在稳态条件下,光电导及其相应的光电特性主要决定于复合过程;而在强电场和高激发状态下,则主要决定于热电子的行为。实验选用横向型GaAs光电导开关,在一定的偏置电压条件下输出线性与非线性两种不同模式的电脉冲,实验结果与理论一致。     

非掺杂InP中深陷阱与载流子的产生和输运的影响

利用四波混频(FWM)技术对未掺杂双面抛光的InP晶片进行了测试分析.室温下在1064nm用时间分辨皮秒四波混频技术测试了材料的载流子的产生、复合、衰减动力学以及曝光特性等过程.阐明了InP中深陷阱在载流子的产生与输运中的作用,并给予了解释.未掺杂InP样品的衍射效率作为能量函数可用两个光栅周期来表达.未掺杂InP样品中的深施主缺陷也由空间电荷载流子的输运过程来证实.     

非掺杂InP中深陷阱与载流子的产生和输运的影响

利用四波混频(FWM)技术对未掺杂双面抛光的InP晶片进行了测试分析.室温下在1064nm用时间分辨皮秒四波混频技术测试了材料的载流子的产生、复合、衰减动力学以及曝光特性等过程.阐明了InP中深陷阱在载流子的产生与输运中的作用,并给予了解释.未掺杂InP样品的衍射效率作为能量函数可用两个光栅周期来表达.未掺杂InP样品中的深施主缺陷也由空间电荷载流子的输运过程来证实.     

非掺杂InP中深陷阱与载流子的产生和输运的影响

利用四波混频(FWM)技术对未掺杂双面抛光的InP晶片进行了测试分析.室温下在1064nm用时间分辨皮秒四波混频技术测试了材料的载流子的产生、复合、衰减动力学以及曝光特性等过程.阐明了InP中深陷阱在载流子的产生与输运中的作用,并给予了解释.未掺杂InP样品的衍射效率作为能量函数可用两个光栅周期来表达.未掺杂InP样品中的深施主缺陷也由空间电荷载流子的输运过程来证实.     

半导体纳米颗粒载流子的超快弛豫过程

分析了纳米颗粒的能级结构,建立了载流子弛豫的简化模型,运用数值模拟方法讨论了激发密度、表面态密度及俘获态电子的弛豫率对弛豫过程的影响。讨论结果表明,激发密度的增大及表面态的减少都会导致表面态上电子的饱和,使导带上出现电子的积累,导带电子寿命增大;深俘获态电子的弛豫是影响材料响应速度的主要因素。最后应用此模型对近红外泵浦探测实验的结果进行分析,表明模型可望在实验结果分析上得到应用。     

异质结构中载流子输运的二维自洽全能带系综蒙特卡罗模拟

本文展示了一个用于异质结构模拟的二维全能带系综蒙特卡罗模拟器,它通过自洽求解二维泊松和波尔兹曼方程,同时处理了载流子在两种不同半导体材料以及其其界面处的输运。本文给出了该蒙特卡罗模拟器的内部结构,包括通过赝势方法计算得到全能带结构、包含的不同散射机制和对载流子在两种不同半导体材料边界输运的适当处理。作为验证,我们对两种不同掺杂的Si-Ge异质结—p-p同型异质结和n-p异型异质结进行了模拟,给出了其I-V特性以及电势和载流子浓度分布,这些结果验证了我们的异质器件蒙特卡罗模拟器的有效性。     

GaAs器件中载流子非稳态输运的蒙特卡罗模拟

本文用多粒子蒙特卡罗方法对GaAs器件中的载流子非稳态输运过程进行了模拟,解释了载流子速度过冲效应对亚微米器件性能的影响。给出了一种由P集电区、P~+缓变基区和AlGaAs/GaAs异质发射结组成的N~+P~+PN新结构,预计将对缩短基区-集电区渡越时间有明显的作用。     

有机电致发光器件发光层中电场与载流子浓度分布的数值研究

以陷阱电荷限制传导理论为基础,用数值方法研究了单层有机电致发光器件发光层中电势、电场和载流子密度的空间分布.分析结果表明,电场强度在靠近两边电极的地方上升很快,而在中间区域几乎是线性地缓慢增大.大部分载流子分布在靠近两个电极的地方,只有少量分布在中间区域.在靠近注入电极的地方扩散电流大于漂移电流,而在其它区域漂移电流大于扩散电流.     

有机电致发光器件发光层中电场与载流子浓度分布的数值研究

以陷阱电荷限制传导理论为基础 ,用数值方法研究了单层有机电致发光器件发光层中电势、电场和载流子密度的空间分布 .分析结果表明 ,电场强度在靠近两边电极的地方上升很快 ,而在中间区域几乎是线性地缓慢增大 .大部分载流子分布在靠近两个电极的地方 ,只有少量分布在中间区域 .在靠近注入电极的地方扩散电流大于漂移电流 ,而在其它区域漂移电流大于扩散电流.     

半导体中的谷间电子转移和体振荡

从GaAs/AlAs量子阱的量子限制、能带混合和隧穿共振中发现了新的异质谷间转移电子效应。用它制成了定位精度高的高效谷间电子布居控制极。把这种控制极设置于耿氏有源层的阴极端,消除了器件中的死区,抑制了强场畴,产生高效的电场弛豫振荡模。通过长有源层样品的模拟设计,发现了新的触发多电子束弛豫振荡模,实现了体振荡。模拟设计得出在20～25GHz频段能获得50W以上的脉冲振荡输出,效率大于40%。     

高可靠性P-LDMOS研究

分析了沟道高电场分布产生原因及各个参数对高电场的影响,提出了两条沟道设计的原则——拉长沟道同时降低沟道浓度.模拟结果显示,两条原则能够有效地降低沟道两端的两个峰值电场,从而缓解沟道热载流子效应,提高P-LDMOS的可靠性.     

500kV变电站工频电场的测量分析

本文采用从德国Narda公司引进的电场测量仪器EFA-300对500kV济南变电站内的工频电场进行了全面的现场测量,并用MS Excel对数据作处理,从而可以直观的了解到该变电站内工频电场的分布情况。这些结果对变电站内的工频电场干扰及其防护研究具有重要的理论意义和实用价值,并对于今后工频电场的研究提供可靠的数据支持。     

高压二极管阻断I-V特性研究*

针对高压二极管在终端工艺中出现的3种阻断I-V特性进行了相关测试分析,通过TCAD模拟仿真,结合器件内部电场和漏电流分布,理论研究了3种不同终端负斜角角度对其阻断I-V特性的影响,阐述了导致器件击穿电压降低和软击穿的本质机理。研究结果表明,当终端负斜角θ<1°时,器件获得了低电压的硬击穿特性;当1°≤θ<3°时,器件可获得最佳阻断电压的硬击穿特性。导致硬击穿的本质原因是峰值电场位于有源区边界或靠近边界的位置。对于θ≥3°,高的峰值电场靠近终端区斜角表面边缘而导致I-V呈软击穿特性。     

全介质自承式架空光缆的研制

本文提出了全介质自承式架空光缆结构参数的设计方法，并对光缆材料的选取，工艺技术的关键点进行了分析，最后给出了我们研制的全介质自承式架空光缆的测试数据。     

新型三维电场传感器原理及试验结果

目前电场传感器只能探测电场强度矢量一维或者二维方向分量,尚无法精确地反映空中及地面电场强度大小。本文介绍一种新型三维电场传感器,由轴向、径向电场测量单元、驱动单元、电路单元、保温单元组成,用于探测空中及地面环境电场强度的三维方向矢量,克服了目前电场传感器探测电场强度时局限在一维或二维方向矢量的缺陷。在高空低温环境模拟试验中,当环境温度降到-50℃以下时,该传感器的保温单元使传感器内部温度一直处于零上,符合了电路板工作温度范围。在实际电场测试试验中,该传感器的电场测量单元验证了输出信号与电场之间的线性关系,与理论分析相符,证明了三维电场传感器的合理性。     

CuS纳米掺杂聚合物光伏器件中的电荷传输

制备了CuS纳米颗粒掺杂聚合物MEH-PPV的光伏器件.研究了3种MEH-PPV/CuS掺杂比例(1∶1.00、1∶1.25、1∶2.50)光伏器件的光电流响应谱与动态双脉冲光电流响应,结果表明:CuS良好的导电性可以改善器件中的载流子传输,从而提高光电流响应值;在较低的CuS纳米颗粒掺杂浓度下,MEH-PPV与CuS纳米颗粒间形成的界面有可能造成电荷积累,会直接影响到光电流响应值;在CuS纳米颗粒掺杂浓度较高时,电荷积累现象基本消失,这是因为高浓度时形成的聚集相改善了两种载流子的传输,抑制了MEH-PPV/CuS界面的电荷积累.     

Space-charge striations

The non-local nature of impact ionization is modelled using lucky-drift theory with the assumption that the relevant electric field is the average field, but that the relevant drift velocity is that associated with the local field. The carrier density relevant for impact ionization is also taken to be non-local. The model is applied to the case of a thin film insulator with Fowler-Nordheim injections of electrons at the cathode. For clarity's sake we avoid considering the excitation of holes and limit attention to the ionization of a set of occupied deep-level states present in high concentration. We show that the non-local nature of the ionization process reduces the local field markedly, resulting in a pile-up of free electrons to maintain current continuity in the rest of the film. This is contrasted to the prediction of local-impact-ionization theory, in which the field is reduced merely to that necessary to sustain a small level of ionization. Under certain circumstances space-charge striations are produced analogous to the situation in gas discharge, and for some film thicknesses a NDR occurs.