MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料结构及其光学性能研究

系统研究了Ⅰ类组分量子阱结构材料GaAs/AlGaAs的结构设计、材料表征及光学性能.利用分子束外延(MBE)技术生长量子阱材料,原子力显微镜(AFM)测量结果表明样品表面粗糙度达到10-1 nm数量级.X射线双晶衍射测试结果显示材料具备良好的生长质量及晶格完整性.室温光致发光谱探测出量子阱导带电子与价带轻重空穴的复合发光,及施主-受主(D-A)能级间距与GaAs禁带宽度.综合分析结果表明用MBE方法制备实现了与设计结构高度相符的GaAs/Alo.27Gao.73As量子阱样品,为后期器件设计的精确实现提供了理论依据.     

GaAs/AlGaAs量子阱的输运特性

本文研究了低迁移率GaAs/AlGaAs量子阱的散射机制。由电导测量和Shubnikov de-Haas振荡曲线分别得到输运散射时间τ_0和弛豫时间τ_q(量子散射时间)。在GaAs/AlGaAs量子阱中,τ_0≈τ_q;而在调制掺杂的异质结中,τ_0》τ_q。用量子阱、异质结中起支配作用的散射机构不同很好地解释了实验结果。本文还研究了弱磁场下量子阱的负磁阻效应,这是磁场抑制了电子局域态的结果。     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器

利用分子束外延方法生长了激射波长约为9μm的GaAs/Al0.45Ga0.55As量子级联激光器.条宽35μm，腔长2mm的器件准连续激射温度最高达120K，81K下未经收集效率修正的峰值功率超过70mW．     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器

利用分子束外延方法生长了激射波长约为9μm的GaAs/Al0.45Ga0.55As量子级联激光器.条宽35μm,腔长2mm的器件准连续激射温度最高达120K,81K下未经收集效率修正的峰值功率超过70mW.     

As压对LT-GaAs/AlGaAs多量子阱光学特性的影响

在衬底温度为 3 5 0°C的条件下 ,用分子束外延的方法 ,在不同的砷压条件下生长了 Ga As/Al0 .3Ga0 .7As多量子阱结构。 77K的荧光实验证明 ,砷压对样品的光学特性影响显著。认为砷压对低温多量子阱光学特性的影响是点缺陷随砷压的演化和能级间相互补偿的共同结果。通过优化砷压 ,样品的荧光峰的半峰宽减小到 3 me V,这是到目前为止所报道过的最窄的低温多量子阱的荧光峰。相应的垂直场光折变器件的电吸收为 60 0 0 cm     

GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器噪声特性分析

分析了第一激发态在势垒以上的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱红外探测器中存在的几种基本噪声,讨论了它们对探测器性能的影响。     

InGaAs/GaAs应变层量子阱的光学性质

<正> 当由两种晶格失配的材料组成量子阱时,只要每层的厚度小于临界值,则两种材料会通过应变而使界面处不产生失配位错,可获高质量的晶体材料。这谓之应变层超晶格结构。本     

AlGaAs/GaAs/AlGaAs渐变异质结光致发光仿真研究

分析了AlGaAs/GaAs/AlGaAs渐变异质结的光致发光特性。根据理论及仿真结果,确定了GaAs发光的最优能带结构为双异质结P-AlGaAs/P-GaAs/P-AlGaAs或者N-AlGaAs/N-GaAs/ N-AlGaAs,并且异质结两边能带渐变。基于所选结构,研究了能带渐变及层宽对发光效率的影响。研究结果表明,外体区吸收层的能带渐变,且外体区激发层的能带不变,发光区域的载流子最多,发光能量值最大。激励光源的波长不同,各层有不同的最优宽度,为器件的整体优化提供了依据。AlGaAs/GaAs/AlGaAs渐变异质结的光致发光研究为高效率器件如太阳电池、发光二极管等的实用化设计、研制提供了有价值的参考。     

GaAs/AlGaAs梯度折射率分别限制单量子阱结构中的光增益谱分析

对不同阱宽的梯度折射率分别限制单量子阱激光器进行了TE、TM模的光增益谱测量对于阱宽大于120A的激光器,发射光谱和光增益谱都出现双峰,分别是由n=1和n=2的子带跃迁所造成,激光振荡出现在n=2的子带跃迁。随着阱宽减小,n=1子带跃迁的饱和增益增加,使激光振荡能在n=1子带发生,而n=2子带的受激就需要比原来更大的注入才有可能。材料增益随阱宽减小呈超线性地增加,从而降低了n=1子带受激的最小腔长。因此,用较窄的量子阱(≤100A),高的端面反射率和尽可能短的腔长,就能得到很低的阈电流。TE和TM模增益谱的不同,使激光器在一定阱宽和腔损耗下具有不同的TE和TM激射波长。     

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.     

GaAs/AlGaAs多量子阱FET-SEED灵巧象元

将GaAs／AlGaAs多量子阱光探测器、光调制器与GaAs场效应晶体管（FET）混合集成,构成FET-SEED灵巧象元。光探测器和光调制器均为反射型自电光效应器件（SEED）,光源为骨子阱半导体激光器。测出的光输出Pout／光输入Pin特性表明,光输入信号对光输出信号有明显的调制作用,光输入信号较小的变化可以导致光输出信号较大的变化。     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器自脉动动力学

利用步进扫描时间分辨傅里叶变换红外光谱,研究了波长9.76μm GaAs/AlGaAs量子级联激光器的准连续波激射谱.在驱动电流周期内,时间上堆叠的发射谱能够观察到明显的光强自脉动现象.有源区中的自加热积累大大影响了电子的驰豫和输运性质.热引起的在注入区较高子能级中占据的载流子由于这些子能级与下一注入区的连续态形成共振条件而泄露,而耦合阱有源区中第四子能级的存在加快了这个过程.周期性破坏和恢复的共振条件所引起的载流子泄露在很大程度上导致了时域堆叠光谱的自脉动.     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器自脉动动力学

利用步进扫描时间分辨傅里叶变换红外光谱,研究了波长9.76μm GaAs/AlGaAs量子级联激光器的准连续波激射谱.在驱动电流周期内,时间上堆叠的发射谱能够观察到明显的光强自脉动现象.有源区中的自加热积累大大影响了电子的驰豫和输运性质.热引起的在注入区较高子能级中占据的载流子由于这些子能级与下一注入区的连续态形成共振条件而泄露,而耦合阱有源区中第四子能级的存在加快了这个过程.周期性破坏和恢复的共振条件所引起的载流子泄露在很大程度上导致了时域堆叠光谱的自脉动.     

CCTS结构GaAs/AlGaAs单量子阱双稳态激光器

本文报道了CaAs/AlGaAs单量子阱(SQW)双区共腔(CCTS)结构的双稳态激光器,给出了增益区和吸收区分别注入电流时的三端器件结构。并在脉冲工作下得到了双稳特性。     

Ferromagnetic Properties of Five-Period InGaMnAs/GaAs Quantum Well Structure

The effect of Mn was investigated in a synthesized multilayer system made up of five layers of InMnGaAs/GaAs quantum well (QW) grown on semi-insulating (100)-oriented substrates prepared by low-temperature molecular beam epitaxy. Magnetic moment measurements on a superconducting quantum interference device magnetometer revealed the presence of ferromagnetism with a Curie temperature above room temperature in a five-layer InGaMnAs/GaAs QW structure in a GaAs matrix. X-ray diffraction and secondary ion mass spectroscopy measurements powerfully confirmed the second phase founding of ferromagnetic GaMn and MnAs clusters. The ferromagnetism existing in five layers of InMnGaAs/GaAs QW is not intrinsic, but extrinsic due to the presence of Mn dopant clusters such as GaMn and MnAs clusters.     

GaAs/AlGaAs多量子阱材料差分反射光谱

介绍了一种新型的空间调制光谱技术—差分反射 ( DR)光谱技术 .利用振动光束差分反射测试系统 ,获得了 Ga As/Al Ga As多量子阱材料的 DR谱 ,初步分析了 DR信号的产生机制 .通过与材料的 PR谱及反射光谱的一阶微商谱比较分析 ,论证了 DR光谱技术用于多量子阱量子化跃迁观测的理论可行性 ,并从实验角度证明了 Ga As/Al Ga As多量子阱材料的 DR谱具有反射率谱对能量的一阶微商线型特征     

GaAs/AlGaAs多量子阱材料差分反射光谱

介绍了一种新型的空间调制光谱技术差分反射(DR)光谱技术.利用振动光束差分反射测试系统,获得了GaAs/AlGaAs多量子阱材料的DR谱,初步分析了DR信号的产生机制.通过与材料的PR谱及反射光谱的一阶微商谱比较分析,论证了DR光谱技术用于多量子阱量子化跃迁观测的理论可行性,并从实验角度证明了GaAs/AlGaAs多量子阱材料的DR谱具有反射率谱对能量的一阶微商线型特征.     

Optical self-oscillations in a GaAs/AlGaAs multiple-quantum-wellwaveguide resonator

Optical self-oscillations have been observed in the power transmitted through a multiple-quantum-well waveguide resonator. This arises owing to two competing effects on the refractive index of the waveguide; namely, the optoelectronic nonlinear refractive index and the thermal coefficient of the refractive index. The frequency of the oscillations is around 0.3 MHz for the devices reported on here     

高性能GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器的研制

ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量了阱结构的红外探测器是近几年出现的一种新型红外探测器。本文对基基本原理作了介绍。并报导了最新研制成果；Ｄλ＝１．４２×１０＾１１ｃｍＨｚ１／２Ｗ＾－１＝Ｒλ＝２．３２×１０＾６Ｖ／Ｗ，峰值响应为８．５μｍ的高性能ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱红外探测器。     

低噪声GaAs/A1GaAs多量子阱红外探测器

提出了一种新结构的多量子阱红外探测器（QWIP）。在常规多量子阱结构的基础上加入P型欧姆接触层,实现以小的隧道电流代替原有的大的补偿电流,从而减小器件的暗电流实现低噪声器件。对器件暗电流的理论计算与实验曲线符合的很好。制备了新结构器件,其噪声只是同结构的常规QWIP的1／3。