分子束外延Ga_(1-x)In_xAs_(1-y)Sb_y材料的傅里叶变换红外光谱

报道了(100)半绝缘GaAs衬底和(100)掺Te GaSb衬底上分子束外延法生长的Ga_(1-x)In_xAs_(1-y)Sb_y材料的傅里叶变换红外光谱特性,分析解释了引起两种衬底上Ga_(1-x)In_xAs_(1-y)Sb_y外延材料红外光谱差异的原因.实验确定了这种材料的带隙和相应波长,与内插法计算的结果进行了比较,发现所有样品的实验值均偏大于理论值,对此进行了理论探讨.     

氮化镓光辅助湿法刻蚀后的位错密度估算

发展了一种显示与估算氮化镓 (Ga N)位错密度的光辅助湿法刻蚀与原子力显微镜相结合的方法。所用 Ga N采用射频等离子体辅助的分子束外延技术 (RF-plasma MBE)生长 ,腐蚀液为 KOH水溶液。结果发现 ,使用 5 .0 M的 KOH溶液刻蚀 5分钟的 Ga N,其 AFM图谱上出现了非常明显的“小坑”,且“小坑密度”的量级与Ga N样品的位错密度量级相当。采用 X-ray衍射的二维三轴图谱 (TDTAM)研究 Ga N的马塞克柱状生长与缺陷 ,并延用文献报道的方法估算其位错密度 ,所得位错密度的结果与“小坑密度”一致。验证了“小坑”即为被刻蚀了的 Ga N位错。这样 ,对 RF-plasma MBE生长的 Ga N样品的位错密度估算 ,就多了一个有更广适用范围的测量方法     

气态源分子束外延生长扩展波长InGaAs探测器性能分析

从理论与实验两方面对截止波长为1.7μm(x=0.53),1.9μm(x=0.6)和2.2μm(x=0.7)p in InxGa1-xAs探测器性能进行了研究.对探测器暗电流的研究结果表明,扩展波长In0.6Ga0.4As,In0.7Ga0.3As探测器在反向偏置低压区,欧姆电流占据主导地位;在反向偏置高压区,缺陷隧穿电流占主导地位;且扩展波长In0.6Ga0.4As,In0.7Ga0.3As探测器的暗电流比In0.53Ga0.47As探测器增加较大.对探测器R0A随温度及i层载流子浓度变化关系的研究结果表明,在热电制冷温度下探测器性能可得到较大提高,i层的轻掺杂可使探测器的R0A得到改善.     

室温低阈值分布反馈量子级联激光器

报道了室温脉冲工作和低温下连续工作的分布反馈量子级联激光器(DFB-QCL),提出了一种新型波导和光栅制备技术,同时获得了合适的光耦合系数和低的波导损耗.利用这种方法研制出波长为7.7μm的分布反馈量子级联激光器.激光器可以在大的温度范围内(155～320K)实现单模激射,边模抑制比约30dB.DFB-QCL在室温脉冲工作时阈值电流密度为970A/cm2,峰值输出功率达到75mW.该激光器还可以在连续模式下工作,最高工作温度为130K.     

室温低阈值分布反馈量子级联激光器

报道了室温脉冲工作和低温下连续工作的分布反馈量子级联激光器(DFB-QCL),提出了一种新型波导和光栅制备技术,同时获得了合适的光耦合系数和低的波导损耗.利用这种方法研制出波长为7.7μm的分布反馈量子级联激光器.激光器可以在大的温度范围内(155～320K)实现单模激射,边模抑制比约30dB.DFB-QCL在室温脉冲工作时阈值电流密度为970A/cm2,峰值输出功率达到75mW.该激光器还可以在连续模式下工作,最高工作温度为130K.     

气态源分子束外延AlxGa1-xAs(x=0～1)材料中Si的掺杂行为研究

研究了Si在AlxGa1-xAs(0≤x≤1)中的掺杂行为.为比较Al組份对Si掺杂浓度的影响,在用气态源分子束外延生长(GSMBE)掺Si n型AlxGa1-xAs(0≤x≤1)的所有样品时,n型掺杂剂Si炉的温度恒定不变.用Hall效应测量外延层的自由载流子浓度和迁移率,用X射线双晶衍射迴摆曲线测量外延层的组份.测试结果表明,当AlxGa1-xAs中Al组份从0增至0.38时,Si的掺杂浓度从4×1018cm-3降至7.8×1016cm-3,电子迁移率从1900 cm2/Vs降至100 cm2/Vs.这与AlxGa1-xAs材料的Γ-X直接—间接带隙的转换点十分吻合.在AlxGa1-xAs全组份范囲内,自由载流子浓度隨Al组份从0至1呈“V”形变化,在X=0.38处呈最低点.在x>0.4之后,AlxGa1-xAs的电子迁移随Al组分的增加,一直维持较低值且波动幅度很小.     

半导体激光器的热场分析及热特性表征

基于有限元方法和实际器件的材料和结构参数，对1．3μm InAsP／InGaAsP脊波导多量子阱激光器和8μm InAIAs／InCaAs／InP量子级联激光器等半导体激光器在CW以及各种脉冲驱动条件下的热场分布进行了模拟计算和分析，并对研制的实际器件采用变脉冲方法对其热特性进行了测量表征，实测与模拟所得结果相当吻合。     

Al0.85Ga0.15As/GaAs太阳能电池器件工艺优化研究

报道了优化的ｐ－ｎ型Ａｌ０．８５Ｇａ０．１５Ａｓ／ＧａＡｓ太阳能电池器件工艺。分别采用真空蒸发Ｃｒ／Ａｕ和ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ制作下面栅线和背面电极,并分别在４５０℃和３５０℃下快速合金化形成欧姆接触。采用ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ３ＰＯ４：Ｈ２Ｏ体系的选择性腐蚀液去除高掺杂的ＧａＡｓ接触层。采用真空蒸发技术制备ＺｎＳ／ＭｇＦ２双层复合减反射层。测试结果表明,采用优化工艺制备的器件的光电转换效率得到了     

InAsP/InGaAsP量子阱的子带跃迁计算

采用有效质量框架下一维有限深单阱的Ｋｒｏｎｉｇ － Ｐｅｎｅｙ 模型对ＩｎＡｓｙＰ１ － ｙ／Ｉｎ１ － ｘＧａｘＡｓｙＰ１ － ｙ 量子阱结构的跃迁波长与组分及阱宽间的关系进行了计算,并采用能量平衡模型计算了此材料体系的生长临界厚度。计算结果表明,ＩｎＡｓｙＰ１ － ｙ／Ｉｎ１ － ｘ ＧａｘＡｓｙＰ１ － ｙ 是制作１ ．３ μｍ 或１ ．５５ μｍ 波长量子阱激光器的良好材料体系,此材料体系在２ ～３ μｍ 的中红外波段也有很大潜力。采用ｙ 约为０ ．４ 的组分和约１ ．３ ％ 的压应变可以满足１ ．３ μｍ 波长激光器的要求, 而ｙ 约为０ ．５５ 的组分和约１ ．８ ％ 的压应变可以满足１ ．５５ μｍ 波长激光器的要求。