分子束外延生长的GaSb热光伏电池器件特性研究

利用分子束外延的方法在GaSb衬底上生长GaSb热光伏电池单元,制作了两种不同的1 cm×1 cm面积尺寸的热光伏电池单元,它们有着不同的电极形状。通过不断优化分子束外延的生长条件,以期得到高质量的GaSb外延层。AFM图中显示的表面形貌表明器件有着高质量的外延层,其表面形貌的RMS只有1.5 ? （1 ?=0.1 nm）。测量和比较了两种热光伏电池的器件特性,包括开路电压、短路电流密度、光电转换效率、填充因子以及暗电流密度。在一个模拟太阳光照射下,热光伏电池单元有着0.303 V的开路电压和27.1 mA/cm2的短路电流密度。和只有简单电极形状的热光伏电池单元进行对比,有栅形电极形状的热光伏电池单元在短路电流密度和填充因子上具有更优异的表现。在红外光的照射下,有栅形电极形状的热光伏电池达到了一个最优的填充因子56.8%。     

高倍增低暗电流的AlInAsSb四元数字合金雪崩光电二极管

用分子束外延系统（MBE）生长高质量GaSb基AlInAsSb四元数字合金制作雪崩光电二极管（APD）。为了克服随机体材料生长方式发生的偏析现象,采用迁移增强的数字合金生长方式,其快门顺序为AlSb,AlAs,AlSb,Sb,In,InAs,In,Sb。其高分辨率X射线衍射（HRXRD）曲线显示出尖锐的卫星峰,并显示出几乎完美的晶格匹配,其原子力显微镜（AFM）图像上也可以观察到光滑的表面形貌。使用优化的数字合金生长方式,制备了分离吸收、渐变、电荷和倍增（SAGCM）型的AlInAsSb数字合金APD。在室温下,器件在95%击穿时,暗电流密度为0.95 mA/cm²,击穿前最大稳定增益高达~100,其器件的高性能显示出光电领域进一步发展的潜力。