Response time improvement of AlGaN photoconductive detectors by adjusting crystal-nuclei coalescence process in metal organic vapor phase epitaxy

AlGaN photoconductive ultraviolet detectors are fabricated to study their time response characteristics. Persistent photoconductivity,a deterring factor for the detector response time,is found to be strongly related to the grain boundary density in AlGaN epilayers.By improving the crystal-nuclei coalescence process in metal organic vapor phase epitaxy,the grain-boundary density can be reduced,resulting in an-order-of-magnitude decrease in response time.     

基于朗伯型反射微结构的LED室内照明光源设计

提出了一种基于朗伯型反射面的LED间接照明系统,即LED光源出射的光全部通过朗伯型反射面反射后再照射目标区域,该系统具有光源亮度均匀、灯具效率高等优点,很好地解决了高亮度LED点光源给室内照明带来的眩光问题。首先提出了一种能够很好逼近朗伯反射面的复合型微结构表面,并通过Lighttools光学仿真对其分布参数进行了优化,使最终结果在不同光线入射角的情况下,都具有较理想的余弦反射特性。在此基础上,设计了整体光学系统,使其实现了近180°范围的角度亮度的均匀性和高达84.7%的灯具效率,验证了间接照明方法的可行性。     

超宽带光电子芯片技术研究北大核心

超宽带光电子芯片是下一代无线通信、先进电子信息装备中光纤传输与信号处理的关键元器件,芯片中光子、电子、电磁场之间的相互作用是决定芯片性能的核心因素。文章通过介绍超宽带光电探测器芯片、电光调制器芯片等方面的研究进展,分享课题组在破解上述核心科学问题、提高芯片性能的关键技术方案。     

表面处理对AlGaN欧姆接触的影响及机理

研究了溶液表面处理对AlGaN欧姆接触的影响及机理。用氟硝酸(HNO3+HF)、稀盐酸(HCl)和硫代乙酰胺(CS3CSNH2)溶液处理AlGaN表面后,Ti/Al/Ti/Au电极的比接触电阻率有显著的降低。样品表面Ga3d与O1s的X射线光电子能谱(XPS)测试结果显示:氧元素含量明显降低,表明这三种溶液可以有效地去除AlGaN表面氧化层,其中CS3CSNH2效果最佳;Ga3d峰位在表面处理后发生蓝移现象,相当于AlGaN表面处的费米能级向导带一侧移动,使电子在隧穿过程中的有效势垒高度降低。以上两个因素均对优化AlGaN/GaN欧姆接触有十分重要的意义。     

基于AlGaN/GaN HEMT结构的氢气传感器

制作了栅极修饰金属Pt的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构的氢气传感器.栅极Pt采用溅射的方法制作,主要起到形成肖特基接触并催化氢气裂解的作用.器件的栅极敏感区域尺寸为5 μm×400μm,对常温下氢气浓度为2× 10-6至6216× 10-6的氢气/氮气混合气进行了检测.结果表明,在VGs=-1.5V,VDS=1 V的工作偏压下,10倍的氢气浓度变化平均引起33.9％的灵敏度变化量.同时,器件对2× 10-6的氢气具有6.3％的灵敏度,表现出了具有竞争力的低浓度检测极限.     

三峡工程对外交通专用公路隧道设计

三峡工程对外交通专用公路共有双管隧道５座，主要集中在仙人溪沟对莲沱范围内。右线总长７３１８ｍ，左线总长７３１６ｍ，占全线路线总长的１／４。其中木鱼槽隧道长达３．６ｋｍ，隧道由三心圆圆组成轮廓，木鱼槽隧道、仙人溪２号隧道采用先进新奥法施工。隧道内采用橡胶防水板防渗漏，设置先进的射流和轴流竖井我系统，配有报警监控系统，采用新光源照明。     

基于半导体MZ调制器与DFB激光器混合集成的小型化光发射模块的设计与研究

针对半导体DFB激光器、铌酸锂MZ调制器采用分 立封装形式且整体尺寸较大的问题,采 用半导体MZ调制器和DFB激光器两类芯片并进行混合集成封装有望显著减小模块的整体尺寸 。论文根据芯片和模块尺寸要求提出了一个整体布局结构,并选用双透镜加隔离器以及锥形 透镜光纤光耦合方案和微带线转GCPW微波耦合方案。通过仿真计算,对模块中激光器与调制 器混合集成设计的关键参数及容差进行了研究。本混合集成发射模块在尺寸结构小型化的同 时,也可确保自身良好的稳定性与可靠性。     

ICP刻蚀p-GaN表面微结构GaN基蓝光LED

采用基于Cl2/Ar/BCl3气体的感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了p-GaN表面具有直径3 μm、周期6 μm的二维圆孔微结构GaN基蓝光LED,研究了刻蚀深度对光荧光(PL)和发光二极管(LED)光电特性的影响.结果表明,刻蚀深度为25 nm的表面微结构,与传统平面结构相比,其PL增强了42.8%;而采用ITO作为透明电极的LED,在20 mA注入电流下,正面出光增强了38%、背面出光增强了10.6%,同时前向电压降低了0.6 V,反向漏电流基本不变.     

量子级联波长上转换系统红外响应特性研究

通过对波长上转换红外探测过程的分步测试和理论计算,对量子级联波长上转换器件与系统的红外响应特性进行了深入的研究。结果表明:量子级联波长上转换红外探测器件可以在较低的本底发光下实现较强的红外响应。上转换器件的响应度在平带偏压附近迅速增加,且红外光转换为上转换器件电流的线性度良好。对于波长上转换器件的近红外发光过程,文中应用ABC模型,获得了与测试结果非常一致的系统响应电流与电流转换效率,并合理地解释了波长上转换红外探测系统的非线性响应特征。     

热退火对Mg掺杂InGaN/GaN异质结特性的影响

系统地研究了氧气氛围中退火温度对Mg掺杂InGaN/GaN异质结电学特性及光学性能的影响.电流电压特性和表面方块电阻的测试表明,与p-GaN相比,p-InGaN/GaN异质结的最佳退火温度较低,而且容易与非合金化的Ni/Au电极形成欧姆接触.分析认为InGaN具有的较小带隙能量和p-InGaN/GaN异质结中存在强烈的极化效应以及InN较高的平衡蒸汽压是引起以上结果的主要原因.p-InGaN/GaN异质结10 K的光致荧光光谱中存在两个分别位于2.95 eV和2.25 eV的发光峰,随着材料退火温度的提高,这两个发光峰的强度逐渐降低.提出了类施主补偿中心参与的与H相关的络合物与Mg受主的复合发光机制,对退火前后光致荧光光谱的变化进行了解释.