InPBi禁带下红外光致发光效率的Bi组分依赖研究

稀Bi半导体InPBi的光致发光（Photoluminescence, PL）主要来自缺陷能级跃迁过程,具有红外长波长、大线宽和高辐射强度等特点,因而引发广泛兴趣。针对InPBi的红外发光效率问题,本文研究了不同Bi组分InPBi的激发功率依赖红外PL光谱演化规律。实验发现,随着Bi组分增大,PL线型发生显著变化,导致发光波长总体红移;同时激发功率依赖的PL积分强度演化分析表明,发光效率随Bi组分先增大然后下降,在0.5%组分时发光效率达到峰值。发光效率增大一方面归因于Bi捕获空穴降低非辐射复合,另一方面来自Bi的表面活性剂效应;而高Bi组分引入过多缺陷从而抑制了Bi的优势,导致发光效率下降。这些结果或有助于理解InPBi的红外发射性能,表明InPBi具有红外光电子应用前景。     

飞秒激光脉冲数对P型HgCdTe激光打孔成结效果的影响

飞秒激光对p型Hg Cd Te打孔形成PN结.该实验基于1 k Hz低重复频率飞秒激光采用不同脉冲数在p型Hg Cd Te上打孔形成尺寸不同的微孔结构.实验发现脉冲数是影响成结效果的重要参数.激光诱导电流(LBIC)检测表明,随着脉冲数由单个增至10个,微孔侧壁反型层宽度由13.5μm减小到10.5μm.当脉冲数增大至100个时,微孔LBIC信号曲线已严重偏离PN结所对应的正负峰对称线形,意味着结特性趋于失效.对LBIC曲线拟合表明,单脉冲打孔形成的PN结给出最大的载流子扩散长度,约为17μm,而10个脉冲对应的环孔PN结扩散长度则减小为12μm.     

磁光—光致发光分析CdZnTe单晶带边浅杂质能级

通过对Bridgeman方法生长的CdZnTe单晶样品进行光致发光(Photoluminescence,PL)光谱测量,发现CdZnTe样品表面Te沉淀物的存在明显影响能量低于1.5 eV的深能级发光过程.进一步对CdZnTe晶锭的不同位置取样进行低温变磁场光致发光光谱测试,获得高分辨光谱信息.拟合分析结果表明:(1)在不含Te沉淀物的CdZnTe样品内部存在应力分布,并因此导致轻、重空穴带分裂;(2)1.57 eV发光特征源于浅施主杂质与价带间的复合过程.     

光斑尺寸对GaAS1-xBix光致发光谱线型的影响

针对低激发功率密度光致发光(photoluminescence,PL)谱信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)对GaAs_(1-x)Bi_x带尾能级探究的限制问题,基于傅里叶变换红外PL光谱实验系统对两个GaAs_(1-x)Bi_x外延膜开展变激发光斑尺寸PL光谱测试分析.结果表明,激发功率恒定时光斑直径增大导致PL峰位红移和线宽先降低后增大.这一现象是由于等效激发功率密度的降低而导致的.在保持激发功率密度为5. 1 W/mm2时,光斑增大不影响光谱线型但显著提升SNR.由此,低激发功率密度PL光谱的弱信号探测能力得以提高,有助光谱定量拟合分析.本工作表明,适当增大激发光斑尺寸有助于低激发功率密度PL光谱的SNR和弱信号分辨能力的提升.     

阱内δ掺杂GaSbBi单量子阱红外发光效率的光致发光光谱研究

采用变激发功率红外光致发光(Photoluminescence,PL)光谱方法研究四个不同阱内δ掺杂面密度的GaSb_0.93Bi_0.07/GaSb单量子阱(Single Quantum Well,SQW)及其非掺杂SQW参考样品。通过分析GaSbBi SQW和GaSb势垒/衬底成分的PL强度演化,发现阱内δ掺杂导致红外辐射效率显著降低,相对下降幅度约为33%-75%。进一步分析结果表明,发光效率下降来源于界面恶化引发的“电子损失”和阱内晶格质量下降导致的“光子损失”的共同作用。这一工作有望为稀Bi红外发光器件的性能优化提供帮助。     

傅里叶变换红外拉曼光谱检测半导体薄膜下衬底特性

高质量半导体薄膜是制备高性能光电器件的基础,其光电子性质很大程度受衬底所制约,实验检测薄膜下衬底性质,有助于薄膜生长优化。然而,表面薄膜覆盖后的衬底特性检测通常受到严重制约。报道一种傅里叶变换拉曼光谱方法,利用低光子能量红外激发光的深穿透特性,降低薄膜影响,有效获取薄膜下半导体衬底的拉曼散射信息。GaAs上外延CdTe薄膜演示分析表明,相对于常规拉曼光谱方法,CdTe薄膜拉曼散射被抑制而GaAs衬底信号得到显著增强,光谱信噪比超过70,可为半导体薄膜下衬底的实验测试乃至多层半导体纵向结构表征的有效新途径。