128×160元GaAs/AlGaAs多量子阱长波红外焦平面阵列

研制了128×160元GaAs/AlGaAs多量子阱红外焦平面阵列，它是目前国内报道的最大像元数的量子阱红外焦平面阵列. 77K时，器件的平均黑体响应率Rv＝2.81e7V/W,平均峰值探测率Dλ=1.28e10cm·W-1·Hz1/2，峰值波长λp=8.1μm，器件的盲元率为1.22%.     

128×160元GaAs/AlGaAs多量子阱长波红外焦平面阵列

研制了128×160元GaAs/AlGaAs多量子阱红外焦平面阵列,它是目前国内报道的最大像元数的量子阱红外焦平面阵列.77K时,器件的平均黑体响应率Rv=2.81×107V/W,平均峰值探测率Dλ*=1.28×1010cm·W-1·Hz1/2,峰值波长λp=8.1μm,器件的盲元率为1.22%.     

1.064μm脉冲高功率量子阱激光器阵列

采用应变GaInAs/AlGaAs量子阱结构,研制出了激射波长为1.064μm的激光器线阵列.在200ns脉宽、100kHz和50A工作条件下,5mm线阵列的输出功率达到了35W,将三条线阵列进行了二维组装,获得了102W的峰值功率.     

60%电光效率高功率激光二极管阵列

设计并制备了980 nm高量子效率和极低光损耗的激光二极管(LD)外延材料和器件.微通道封装1 cm激光二极管阵列在连续(CW)工作条件下最大电光效率达到60.0%,相应的斜率效率和输出光功率分别为1.1W /A和38.2 W.测试得到外延材料的内损耗系数和内量子效率分别为0.58 cm-1和91.6%.测试分析表明,器件电光效率的提高主要在于新型的InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱和大光腔结构设计.     

MOCVD生长1．06μm InGaAs／GaAs量子阱LDs

用低压MOCVD生长应变InGaAs/GaAs量子阱,采用中断生长、应变缓冲层(SBL)、改变生长速度和调节Ⅴ/Ⅲ等方法改善InGaAs/GaAs量子阱的光致发光(PL)质量。PL结果表明,10s生长中断结合适当的SBL生长的量子阱PL谱较好。该量子阱应用于1.06μm激光器的制备,未镀膜的宽条激光器(100μm×1000μm)有低阈值电流密度(110A/cm2)和高的斜率效率(0.256W/A,per.facet)。     

128×128三电极中/长波双色量子阱红外探测器

量子阱红外探测器(QWIP)阵列具有重要的实用意义。国外的研究已经相当成熟,但是在国内,量子阱红外探测器阵列的研究水平还较低,尤其是对于双色量子阱红外探测器阵列的研究更是刚刚起步。文中使用GaAs/AlGaAs、InGaAs/AlGaAs应变量子阱和三端电极引出的器件结构研制出128×128中/长波双色量子阱红外探测器阵列。该结构实现了同像元同时引出双色信号。器件像元中心距为40μm,像元有效面积为36μm×36μm。探测器芯片与读出电路互连并完成微杜瓦封装。在65 K条件下测试,峰值波长为:中波5.37μm,长波8.63μm,器件的平均峰值探测率为:中波4.75×109cmHz1/2W-1,长波3.27×109cmHz1/2W-1。并进行了双波段的红外演示成像。     

大应变In0.3Ga0.7As/GaAs量子阱激光器的生长和研究

金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长应变InGaAs／GaAs量子阱，应变缓冲层结合生长中断改善量子阱的PL谱特性．用该量子阱制备的激光器有很低的阈值电流密度(43A／cm^2)和较高的斜率效率(0．34W／A，per facet)．     

980nm InGaAs应变量子阱激光器及组合件

利用分子束外延技术研制出了高质量InGsAs/GaAs应变量子阱材料及量子阱激光器.脊形波导窄条形量子阱激光器的阈值电流和微分量子效率分别为15mA和0.8 W/A,线性输出功率大于150mW,基横模输出功率可达100mW.InGaAs应变量子阱激光器和单模光纤进行了耦合,其组合件出纤光功率典型值为40mW,最大值可达60mW.显示出了高的基横模输出功率和高的耦合效率.其组合件在40～60mW下,中心发射波长在977nm.满足了对掺铒光纤高效率泵浦的波长要求,成功地研制出适于掺铒光纤放大器用的应变量子阱激光器.     

InGaAsP单量子阱激光器热特性研究

从InGaAsP单量子阱激光器热效应分析入手,采用自行设计的热封闭系统对808nm InGaAsP单量子阱激光器温度特性进行了研究.实验表明,在23℃～70℃的温度范围内,器件的功率由1.12W降到0.37 W,斜率效率由1.06 W/A降到0.47 W/A.实验测得其特征温度T0为321 K.激射波长随温度的漂移为0.45 nm/℃.其芯片的热阻为2.44℃/W.     

量子阱太阳能电池的外量子效率

通过实验比较了砷化镓量子阱太阳能电池与不含量子阱结构的普通砷化镓太阳能电池的外量子效率.结果表明,量子阱太阳能电池吸收光子的波长从870nm扩展到了1000nm.当波长小于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率低于普通太阳能电池;而当波长大于于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率高于普通太阳能电池.对这个现象给出了解释,并对用量子阱太阳能电池代替三结电池的中间子电池的可能性进行了讨论.     

高性能的电吸收调制器

A 100-μm-long electroabsorption modulator monolithically integrated with passive waveguides at the input and output ports is fabricated through ion implantation induced quantum well intermixing, using only a twostep low-pressure metal-organic vapor phase epitaxial process. An InGaAsP/InGaAsP intra-step quantum well is introduced to the active region to improve the modulation properties. In the experiment high modulation speed and high extinction ratio are obtained simultaneously, the electrical-to-optical frequency response （E/O response） without any load termination reaches to 22 GHz, and extinction ration is as high as 16 dB.     

High-performance electroabsorption modulator

l frequency response (E/O response) without any load termination reaches to 22 GHz, and extinction ration is as high as 16 dB.     

AlGaAs/GaAs量子阱探测器的吸收光谱研究

从定态Schrodinger方程出发,研究了不同Al组分和不同温度对宽量子阱红外探测器吸收光谱的影响。当体系的费米能级固定后,发现量子阱基态束缚能随着A1组分增长而变大,且相应的吸收光谱峰值趋于短波。环境温度对A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器的响应光谱影响不大。通过理论计算定量给出了A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器吸收光谱随量子阱阱宽、Al组分和温度变化的规律。     

Quantum Confinement Effects in Strained SiGe/Si Multiple Quantum Wells

Strained SiGe/Si multiple quantum wells (MQWs) were grown by cold-wall ultrahigh vacuum chemical vapor deposition (UHV/CVD). Photoluminescence measurement was performed to study the exciton energies of strained Si0.84 Ge0.16/Si MQWs with SiGe well widths ranging from 4.2nm to 25.4nm. The confinement energy of 43meV is found in the Si0.84Ge0.16/Si MQWs with well width of 4.2nm. The confinement energy was calculated by solving the problem of a particle confined in a single finite rectangular poteintial well using one band effect mass model. Experimental and theoretical confinement energies are in good agreement     

Quantum Confinement Effects in Strained SiGe/Si Multiple Quantum Wells

Two heterointerfaces with several nanometers apart will confine the electrons(orholes) in the resulting wells.In the well,there existthe quantized subband levels.Confine-ment of carriers in1D(1dimension) ,2 D or3D occurs in the nanomet...     

量子阱无序的窗口结构InGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱激光器

对ＳｉＯ２薄膜在快速热退火条件下引起的空位诱导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱无序和ＳｒＦ２薄膜抑制其量子阱无序的方法进行了实验研究。并将这两种技术的结合（称为选择区域量子阱无序技术）应用于脊形波导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器，研制出具有无吸收镜面的窗口结构脊形波导量子阱激光器。该结构３μｍ条宽激光器的最大输出功率为３４０ｍＷ，和没有窗口的同样结构的量子阱激光器相比，最大输出功率提高了３６％。在１００ｍＷ输出功率下，发射光谱中心波长为９７８ｎｍ，光谱半宽为１．２ｎｍ。平行和垂直方向远场发散角分别为７．２°和３０°     

GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器的光荧光表征

对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器器件进行显微荧光光谱（μ－PL）测量,光谱中表征势垒、势阱基态间光跃迁能量位置的荧光峰值接与势垒中Al含量相关,通过光谱实验上对势垒和量子阱带间跃迁能量的确定并结合有效质量理论的计算,获得了Al组分和阱宽值,并由此推算出相应的红外探测响应波长,与光电流谱的结果相比吻合良好,这种材料的测量结果有利于器件制备的材料筛选。     

1064nm RCE探测器光电响应特性分析

对1064nm谐振腔增强型（RCE）光电探测器(PD)的光电响应特性进行了分析研究．利用MBE生长技术得到有源区分别为量子阱和量子点的1064nm RCE探测器的外延片,并对制作的探测器进行了各种光电特性测试．结果表明量子阱结构的RCE探测器量子效率峰值达到57%,谱线半宽6～7nm,峰值波长1059nm;而量子点结构的RCE探测器量子效率峰值达到30%,谱线半宽5nm,峰值波长1056nm．通过分析量子效率和吸收系数之间的关系,对两种结构器件的吸收进行了比较,发现虽然量子点探测器的吸收小,但通过合理设计共振腔等方法也可以达到较高的量子效率．两种结构的器件都有很好的Ｉ-Ｖ特性．     

Shallow and Undoped Germanium Quantum Wells: A Playground for Spin and Hybrid Quantum Technology

Buried‐channel semiconductor heterostructures are an archetype material platform for the fabrication of gated semiconductor quantum devices. Sharp confinement potential is obtained by positioning the channel near the surface; however, nearby surface states degrade the electrical properties of the starting material. Here, a 2D hole gas of high mobility (5 × 10⁵ cm² V^?1 s^?1) is demonstrated in a very shallow strained germanium (Ge) channel, which is located only 22 nm below the surface. The top‐gate of a dopant‐less field effect transistor controls the channel carrier density confined in an undoped Ge/SiGe heterostructure with reduced background contamination, sharp interfaces, and high uniformity. The high mobility leads to mean free paths ≈ 6 µm, setting new benchmarks for holes in shallow field effect transistors. The high mobility, along with a percolation density of 1.2 × 10¹¹cm^?2, light effective mass (0.09m_e), and high effective g‐factor (up to 9.2) highlight the potential of undoped Ge/SiGe as a low‐disorder material platform for hybrid quantum technologies.     

InGaAsP量子阱混合技术理论及模拟研究

本文以品格中原子的扩散理论为基础，分析了四元系InGaAsP半导体材料中Ⅲ、Ⅴ族原子的扩散规律，建立了量子阱和超晶格结构中量子阱混合(QWI)的理论模型，模拟计算了半导体材料中组分浓度与扩散长度的关系，以及应变与扩散长度的关系，计算分析了应变对量子阱带隙、带结构和量子跃迁的影响，获得了一些有价值的结论，为量子阱混合试验和量子阱及超晶格集成器件的开发和研究提供了重要的理论基础。