退火后应变Ga1-xlnxNyAs1-y/GaAs量子阱特性

引入N原子周围In原子数r自建模型,研究退火对GaInNAs/GaAs量子阱能带结构和应变效应的影响,计算退火前后量子阱的光增益谱,讨论了退火温度和量子阱阱宽对光增益峰值蓝移的影响。结果表明退火使带隙发生蓝移,光增益峰值向短波方向移动,退火温度T越高,相同组分条件下的峰值蓝移越大。减小合金中N含量以及增加量子阱阱宽可减少增益峰值蓝移,从而降低退火带来的不利影响。     

多量子阱红外探测材料的光致荧光谱

在多量子阱红外探测器外延材料制备中,由于器件响应波长对量子阱的阱宽和垒高变化敏感,因此对外延材料的制备有很高的要求.本文中我们利用光致荧光谱(PL)对GaAs/AIGaAs多量子阱红外探测器材料进行了测量和计算,从而在器件工艺前,快速确定器件的探测波长.以光致荧光光谱对GaAs/AIGaAs多量子阱红外探测器材料进行测试,通过理论计算,得到多量子阱红外探测器探测波长.计算得到的理论响应波长与实际器件的响应波长有良好的一致性,证明用光荧光谱对外延材料进行测量并计算,能够更加有效地开展器件研究工作.同时,我们在低温下测量了外加偏压下器件暗电流情况,以及液氮温度下,500K黑体辐射情况时,信号噪声比达到235.3.     

GaxIn1-xAs/GaInAsP应变量子阱结构能带的计算

对含有Luttinger-Kohn哈密顿量的有效质量方程，利用S.L.Chuang提出的传递矩阵法，计算了量子阱中不同Ga组分的GaxIn1-xAs/GaInAsP应变量子阱结构的能带，该结构可被选作980nm光通信泵浦激光器的有源层，研究还得到了GaxIn1-xAs/GaInAsP双应变量子阱结构中电子和空穴的能级以及能级的色散关系。     

Si_(0.75)Ge_(0.25)虚衬底上应变补偿Si/Si_(0.62)Ge_(0.38)量子阱发光

由于Si/SiGe异质结构的带阶差主要发生在价带,为实现高效率的发光,本文从理论上设计了在硅基Si1-xGex虚衬底上外延应变补偿的Si/S1-yGey(y>x)量子阱的能带结构,将量子阱对电子的限制势垒提高到100meV以上。在实验上,采用300℃生长的Ge量子点插入层,制备出薄的SiGe驰豫缓冲层(虚衬底),表面Ge组份达到0.25,表面粗糙度小于2nm,驰豫度接近100%。在我们制备的SiGe缓冲层上外延了应变补偿SiGe/Si多量子阱结构,并初步研究了其发光特性。     

应变多量子阱中内建电场的温度响应

目的研究应变多量子阱中内建电场对温度的响应,探索其温度传感特件.方法针对沿任意方向生长的应变多量子阱材料,讨论应变随着温度的变化关系,进一步讨论内建电场随着温度的变化规律.结果与结论针对ZnSe/GaAs材料组合的应变多量子阱利料,给出了内建电场随温度的变化曲线图.在定范围内,内建电场随着温度呈近似线性关系.     

GaSb/InGaAsSb量子阱的带间跃迁设计

采用一维方势阱模型对Gash/InxGa1-xAs0.02Sb0.98m量子阱激光器结构的子带跃迁波长与阱宽间的关系进行了计算,并采用能量平衡模型计算了此应变材料体系在生长时的临界厚度.结果表明GaSb/InGaAsSb是制作2～3μm中红外波段量子阱激光器的良好材料体系.在结构设计和材料生长中采用合适的材料组分及阱宽并对应变总量进行控制是十分重要的.     

高灵敏度GaAs/AlGaAs多量子阱狭带红外探测器

在半导体超晶格研究基础上,发展了以量子阱内电子由束缚基态至势垒顶附近连续态跃迁为机理的长波长红外探测器,这也是近几年来发展的一种新型红外探测器。它具有响应速度快、量子效率高、可变波长、热稳定性和均匀性好的优点,在军事和民用上占有重要地位,已成为国际上极为重视的高技术研究的前沿课题。1985年West和Eglash首先观察到GaAs量子阱中的光跃迁现象。在1987年levine等人制造出第一个GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器,近年又制造出性能更好的探测器:工作温度77K,峰值波长为8μm,峰值探测率D_(λρ)~*=4.0×10~(10)cm、(Hz)~(1/2)/W。     

量子阱激光器计算机辅助分析系统

介绍了一个量子阱激光器计算机辅助分析系统MQWCAD,它是一种新型的多校块交互访问式自洽系统,集成了能带工程计算、异质结激光器二维模拟、量子阱激光器二维模拟等几个适用工具。MQWCAD以一种新颖的设计思想为基础,将多层结构描述、自动剖分、薛定谔方程完全解处理阱区载流子分布、集成能带分析及自洽迭代等几种新技术应用到系统中,使模拟更为方便、精确和快速。该系统用于模拟各种半导体材料体系的异质结及量子阱激光器,优化设计参数,探索新的器件结构。     

单量子阱激光器的结构设计与分析

考虑限制层内的载流子，对两种激射波长相同的匹配单量子阱激光器的载流子溢出和增益特性进行了分析。限制层在提供光学限制的同时，对载流子（主要是导带电子）分布也有影响，阱宽一定时，对光学限制层厚工；而随着限制层厚度的增加，注入到量子阱内的载流子比例减小，小阱宽的量子阱虽然光学限制因子和载流子注入比例都较小，但由于其价带耦合小于宽量子阱，从而具有高的模式增益，说明最子阱的能带结构对其光学特性有决定性的作用     

电子波的干涉法计算超品格的微带

基于电子波在量子阱界面的反射与干涉,利用电子波的干涉求出量子阱能带的结构,在范围内的电子波能够透过势垒,电子波的相互重叠,形成一系列的微带,微带的带宽与实验数据较为一致。     

应变补偿1eV吸收带边GaInAsN/GaAs超晶格太阳能电池格层设计

本文采用计算超晶格电子态常用的Kronig-Penney模型和形变势理论,从理论上探讨了GaInNAs/GaAs超晶格能带系统的能带结构,计算得到了能带结构随各亚层参量变化的一般性规律、超晶格的能量色散关系、应变造成的影响以及不同亚层厚度的系统禁带宽度。计算了超晶格的阱层材料在不同的组分选择下,GaInAsN/GaAs超晶格吸收带边为1eV的超晶格相关参数的对应关系以及超晶格应变状态。计算表明采用高In低N的GaInNAs材料作为GaInNAs/GaAs超晶格的阱层时更有利于获得高质量且较厚的GaInNAs/GaAs超晶格有源区,并且此时可以获得较好的应变补偿;进一步对超晶格太阳能电池的内量子效率进行了模拟计算,分析了1eV吸收带边GaInAsN/GaAs超晶格太阳能电池对提高整体光电转换效率的可行性。     

Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体量子结构材料和器件的研究与发展

简要介绍了量子结构材料与器件中的基本概念,重点介绍了量子结构的定义和量子尺寸效应的能带裁剪工程。以II-VI族化合物半导体为例,介绍了量子尺寸效应对于激子束缚能的影响。以此为基础,综述了II-VI族化合物半导体量子阱、量子点等量子结构材料以及量子结构器件在光电探测、发光器件与太阳能电池领域的研究现状,并总结了II-VI族化合物半导体量子结构材料与器件的发展趋势。     

Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体量子结构材料和器件的研究与发展

简要介绍了量子结构材料与器件中的基本概念,重点介绍了量子结构的定义和量子尺寸效应的能带裁剪工程.以Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体为例,介绍了量子尺寸效应对于激子束缚能的影响.以此为基础,综述了Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体量子阱、量子点等量子结构材料以及量子结构器件在光电探测、发光器件与太阳能电池领域的研究现状,并总结了Ⅱ-Ⅵ族化合物半导...     

InGaAs/InGaAlAs应变补偿量子阱激光器及其温度特性研究

实现了InGaAs/InGaAlAs应变补偿量子阱激光器的室温脉冲激射,激射波长为156μm,阈值电流密度小于185kA/cm2,脊波导结构的激光器最低阈值电流为35mA。应变补偿结构的引入使器件的温度特性明显得到改善     

硅基低维红外探测薄膜材料的研究概况

Si基探测器与硅读出电路的单片集成不仅使光电芯片在性能上得到重要改善,还可极大地降低成本.在对量子阱、量子点原理描述的基础上,综述了它们应用于薄膜红外探测材料的研究进展,提出了近期工作的重点.     

离子刻蚀Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的损伤机理

采用感应耦合等离子体（ICP）刻蚀技术对InGaN／AlGaN、InAsP／InP应变多量子阱和InAsP／InGaAsP应变单量子阱进行了系统研究，光致发光特性分析表明轻度离子刻蚀后量子阱发光强度得到显著增强，导致发光效率增强的物理机理是：干法刻蚀一方面使量子阱表面变粗糙，使出射光逃逸几率增大；另一方面Ar离子隧穿引起的量子阱内部微结构变化则是发光效率提高的主要原因。     

用分子束外延制备红外锑化物激光器和探测器材料

用固态源分子束外延方法,在GaSb衬底上成功地生长出四元系Ⅲ-V族锑化物单层、多量子阱和激光器、探测器结构材料、并用这些材料制备了2μm波段室温准连续脊波导AlGaAsSb/InGaAsSb多量子阱。     

940nm高功率列阵半导体激光器

利用分子束外延生长方法生长出ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱材料。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（５００μｓ,１００Ｈｚ）输出功率达到２７Ｗ（室温）,峰值波长为９３９￣９４１ｎｍ,并分析了影响列阵半导体激光器输出功率的因素。     

超薄铋薄膜的量子尺寸效应

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了2～16层Bi(111)薄膜的表面能和功函数,它们展现出量子尺寸效应引起的奇偶振荡.解释这种振荡需要考虑表面投影能带结构,振荡周期与量子阱态在二维布里渊区中高对称点费米能级处的穿越有关,量子阱态穿越费米能级亦引起态密度在费米能级处振荡,预示传导性质的振荡转变.     

基于在量子阱应变下温度对带隙的影响

AlxGa1-xArGaAr量子阱在应力作用下价带中空穴带发生漂移。在77-300k范围内,随着温度的改变,会影响量子阱的带隙变化。在Varsbni公式的基础上,引入由应力导致间隙能量变化为△EHH,通过在不同温度下验证△EHH的变化[1],进而温度对量子阱发光峰的影响。