In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs和GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As量子阱的静压下光致发光的对照研究

在77K,0—60kbar范围内对在同一衬底上生长的In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs和GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As量子阱的静压下的光致发光进行了对照研究。在GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As量子阱中同时观察到导带到轻重空穴子带的跃迁。而在In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs阱中只观察到导带到重空穴子带的跃迁。与GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As的情况相反,In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs 量子阱的光致发光峰的压力系数随阱宽的减小而增加。在压力大于48kbar时观察到多个与间接跃迁有关的发光峰,对此进行了简短的讨论。     

GaAs (110)量子阱的电子自旋弛豫

采用固态源分子束外延的方法在GaAs(110)取向衬底上生长了GaAs/AlGaAs多量子阱结构.对样品进行了低温光致发光谱和时间分辨光致发光谱的测量,结果表明激发功率和激发波长对室温下量子阱内电子的自旋弛豫时间有强烈的影响.对于常见的GaAs(100)量子阱起支配作用的D'yakonov-Perel' (DP)自旋弛豫机制,在GaAs (110)量子阱材料里被充分地抑制了.对于缺失了DP相互作用的GaAs (110)多量子阱,电子-空穴相互作用对自旋弛豫时间随激发功率变化有重要的影响.     

GaAs (110)量子阱的电子自旋弛豫

采用固态源分子束外延的方法在GaAs(110)取向衬底上生长了GaAs/AlGaAs多量子阱结构.对样品进行了低温光致发光谱和时间分辨光致发光谱的测量,结果表明激发功率和激发波长对室温下量子阱内电子的自旋弛豫时间有强烈的影响.对于常见的GaAs(100)量子阱起支配作用的D'yakonov-Perel' (DP)自旋弛豫机制,在GaAs (110)量子阱材料里被充分地抑制了.对于缺失了DP相互作用的GaAs (110)多量子阱,电子-空穴相互作用对自旋弛豫时间随激发功率变化有重要的影响.     

GaNxAs1—x／GaAs单量子阱发光性质及带阶研究

用光荧光谱（PL）研究了GaNxAs1-x/GaAs单量子阱（SQW）的光跃迁性质和带阶,通过研究积分荧光强度与激发强度的关系及光谱峰值位置与温度的关系,发现GaNxAs1-x/GaAs单量子阱中的发光是本征带－带跃迁,并且低温发光是局域激子发光,通过自渝计算发现它的导带带阶（△Ec）与氮含量的关系不是纯粹的线性关系,其平均变化速率（0．110eV/N％）比文献中报道的要慢得多（0．156－0．175eV/N％）,此外发现Qc（＝△Ec/A△Eg）随氮含量的变化很小,用Q≈x^0.25来表示,还研究了GaNxAs1-x/GaAs单量子阱中氮含量的变化对能带弯曲参数（b）的影响。     

980nm高功率列阵半导体激光器

分析了影响列阵半导体激光器输出功率的因素。利用分子束外延生长方法生长出InGaAs/GaAs应变量子阱激光器材料。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（100Hz,100μs）输出功率达到80W（室温）,峰值波长为978－981nm。     

940nm列阵窗口半导体激光器

本文分析了影响列阵半导体激光器输出功率的因素。利用分子束外延生长方法生长出InGaAs/GaAs应变量子阱激光器材料。利用该材料制作出的应变量子阱列阵窗口半导体激光器,准连续（500μs,100Hz）输出功率达到80W（室温）,峰值波长为939－941nm。     

快速热退火对高应变InGaAs/Ga As量子阱的影响

用固态分子束外延技术生长了高应变In0.45Ga0.55As/GaAs量子阱材料. 研究了快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱材料光学性质的影响. 本文采用假设InGaAs/GaAs量子阱中的In-Ga原子扩散为误差函数扩散并解任意形状量子阱的薛定谔方程的方法，对不同退火温度下InGaAs/GaAs量子阱室温光致发光峰值波长拟合，得到了In原子在高应变InGaAs/GaAs量子阱中的扩散系数以及扩散激活能（0.88eV) .     

In_xGa_(1-x)As/InP应变量子阱中激子跃迁能量随In组分的变化

本文研究了ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＩｎＰ应变多量子阱中激子跃迁能量随Ｉｎ组分的变化．用国产ＧＳＭＢＥ设备生长了五个样品，这五个样品的阱宽均为５ｎｍ，垒宽均为２０ｎｍ，唯一的不同之处是阱层中的Ｉｎ组分不同，Ｉｎ组分从０．３９变化到０．６８．用Ｘ射线双晶衍射及计算机模拟确定出了各样品阱层中实际Ｉｎ组分．用光致发光谱（ＰＬ）、吸收谱（ＡＳ）、光伏谱（ＰＶ）确定出了样品中的激子跃迁能量．对量子阱中的激子跃迁能量随Ｉｎ组分的变化进行了理论计算．结果表明：对给定阱宽的量子阱，随着Ｉｎ组分的增大，量子阱中１１Ｈ和１１Ｌ激     

1.31μm垂直腔面发射激光器材料生长及其物理特性

采用气态源分子束外延（GSMBE）技术在InP衬底上生长发光波长为131μm的InAsP/InGaAsP应变补偿多量子阱和在GaAs衬底上生长GaAs/AlGaAs分布布拉格反射镜（DBR) ，并用直接键合技术将生长在InP基上的InAsP/InGaAsP应变补偿多量子阱结构组装到GaAs衬底上生长的DBR结构上，对其微结构和发光等特性进行了比较系统的研究.发现500～620℃的高温键合过程和后续的剥离工艺不仅没有引起量子阱发光效率的降低，反而由于键合过程中的退火改进了晶体质量，大大提高了量子阱的发光强度，其中620℃退火处理后的光致发光强度是原生样品的3倍.     

In_xGa_(1-x)As/GaAs应变单量子阱结构的静压光致发光研究

在室温和液氮温度下,0-60kbar范围内对In_xGa(1-x)As/GaAs应变单量子阱结构进行了静压光致发光研究.在室温下,量子阱中发光峰随压力的变化是亚线性的,而在液氮温度下是线性的.阱中发光峰的压力系数比GaAs势垒的小约10％左右.发现对应于导带第二子带的发光峰的压力系数略大于第一子带的.此结果与GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱的情况正好相反.     

3～5.3μmIn_xGa_(1-x)As/Al_yGa_(1-y)As/Al_zGa_(1-z)As非对称台阶量子阱红外探测器

本文报道我们率先研制出的３～５．３μｍＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＡｌｙＧａ１－ｙＡｓ／ＡｌｚＧａ１－ｚＡｓ非对称台阶量子阱红外探测器的制备和性能．该探测器具有光伏特征，７７Ｋ温度、±７Ｖ外偏压下的５００Ｋ黑体探测率达到约１．０×１０１０ｃｍ·Ｈｚ１／２／Ｗ，并且，与１→２子带间跃迁相对应的光电流峰值响应波长可随外偏压在中红外（３～５．３μｍ）波段作适当调谐．运用平面波展开法，依据样品的阱、垒结构参数，计算了ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＡｌｙＧａ１－ｙＡｓ／ＡｌｚＧａ１－ｚＡｓ非对称台阶量子阱１→２子带间跃迁的Ｓｔａ     

生长温度对于Ge衬底上分子束外延生长的InGaAs/GaAs量子阱结构质量的影响

本文研究了斜切割（100）Ge衬底上InxGa1-xAs/GaAs量子阱结构的分子束外延生长（In组分为0.17或者0.3）。所生长的样品用原子力显微镜、光致发光光谱和高分辨率透射电子显微镜进行了测量和表征。结果发现,为了生长没有反相畴的GaAs缓冲层,必须对Ge衬底进行高温退火。在GaAs外延层和InxGa1-xAs/GaAs量子阱结构的生长过程中,生长温度是一个至关重要的参数。文中讨论了温度对于外延材料质量的影响机理。通过优化生长温度,Ge衬底上的InxGa1-xAs/GaAs量子阱结构的光致发光谱具有很高的强度、很窄的线宽,样品的表面光滑平整。这些研究表面Ge 衬底上的III-V族化合物半导体材料有很大的器件应用前景。     

GaAlAs/GaAs量子阱材料的光荧光谱研究

分子束外延生长GaAlAs／GaAs量子阱材料时，适当的衬底温度和Ⅴ／Ⅲ束流比是改善AlGaAs材料生长质量的重要因素。对GaAs、GaAlAs材料的生长条件进行优化，获得了高质量的量子阱材料，有源层分别为8nm、10nm、12nm时，10K下的PL谱半峰宽（FWHM）分别为6．42meⅤ、6．28meⅤ、6．28meⅤ。     

双波段量子阱红外光电探测器焦平面列阵 美国专利US6967345（2005年11月22日授权）

量子阱光电探测器可以用来制作对6μm～25μm红外辐射灵敏的量子阱红外光电探测器。量子阱是通过将第一种比较薄的半导体膜层（一般为GaAs）封装在两层邻近的第二种半导体膜层（一般为AlxGa1-xAs）之间构成的。这些半导体材料之间有一个带隙，它们可以用来在半导体中制作一种能量“阱”．该阱俘获由入射辐射产生的光子，然后再产生光致激发．     

单片式红外焦平面阵列的进展

本文着重介绍金属硅化物肖特基势垒红外探测器阵列（MSSBIRDA），碲汞电荷注入器件（HgCdTeCID)，电荷成像矩阵（CIM），锑化铟电荷注入器件（InSbCID)以及砷化镓／砷铝镓（GaAs/GaAlAs)多量子阱单片式红外焦平面阵列的现状。     

低阈值电流密度INGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

利用分子束外延技术，生长了极低阈值电流密度、低内损耗、高量子效率的InGaAs／GaAs／AlGaAs应变量子阱激光器．在腔长900μm时，80μm宽接触激光器阈值电流密度是125A／cm2，在腔长为2000μm时是113A／cm2，这样低的阈值电流密度是目前国内报道的最低值．激光器的内损耗和内量子效率分别是2cm－1和84％．     

双色量子阱红外探测器大面阵芯片的研制

采用GaAs/AlGaAs和InGaAs/AlGaAs多量子阱，研制出了双色同像素读取结构的中波/长波量子阱红外探测器及160×128元中波/长波双色多量子阱红外探测器芯片。器件的材料结构生长是采用分子束外延技术，在5.08 cm半绝缘GaAs衬底上完成的。发展了双色大面阵制备工艺，二维光栅的制备使用标准光刻和离子束刻蚀技术。在77 K时，对量子阱红外探测器测试，得到中、长波段峰值探测率分别为Dλ*=（1.61～1.90）×1010 cmHz1/2W-1和（1.54～2.67）×1010 cmHz1/2W-1。中、长波段峰值波长分别为(2.7~3.8) μm和8.3 μm。     

用MBE方法在GaAs衬底上生长偏离(111)B面0.5的高质量的量子阱激光器

本文主要是探讨用分子束外延(MBE)方法在(111)B面GaAs衬底上生长GaAs/AlGaAs以及在(111)B面衬底上制备的量子阶激光器的特性。为获得良好的晶体,只需偏离严格的(111)B面0.5°微小角度。偏离(111)B面衬底0.5°制备的量子阱激光器给出极低的阈值电流密度。得到了最小值为I45A/cm~2的低阈值。100μm宽的条状结构电极的量子阶激光器用CW驱动,获得了1W以上的输出功率,同时在50℃、200mW的驱动条件下,可连续稳定地运转1000小时以上。用MBE法在(111)B衬底上生长偏离(111)B面0.5°的量子阱激光器,而且晶体具有很高的质量。     

量子阱结构的等效宽度新公式

在有效质量近似下，分析了GaAs/GaAlAs量子阱结构中有限深势阱（FPB）和理想的无限深势阱（IPB）的粒子的基态能级，得到零电场下等效宽度与阱真实宽度之间的显式表达式，发现结果与前人的数据吻合得很好，进一步的分析表明，该公式在非零电场下仍然适用，并从波函数角度进行了论证。     

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。