大应变In0.3Ga0.7As/GaAs量子阱激光器的生长和研究

金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长应变InGaAs／GaAs量子阱，应变缓冲层结合生长中断改善量子阱的PL谱特性．用该量子阱制备的激光器有很低的阈值电流密度(43A／cm^2)和较高的斜率效率(0．34W／A，per facet)．     

MOCVD生长1．06μm InGaAs／GaAs量子阱LDs

用低压MOCVD生长应变InGaAs/GaAs量子阱,采用中断生长、应变缓冲层(SBL)、改变生长速度和调节Ⅴ/Ⅲ等方法改善InGaAs/GaAs量子阱的光致发光(PL)质量。PL结果表明,10s生长中断结合适当的SBL生长的量子阱PL谱较好。该量子阱应用于1.06μm激光器的制备,未镀膜的宽条激光器(100μm×1000μm)有低阈值电流密度(110A/cm2)和高的斜率效率(0.256W/A,per.facet)。     

InGaAs/GaAs量子阱中自组装InAs量子点的光学性质

在InGaAs/GaAs量子阱中生长了两组InAs量子点样品,用扫描电子显微镜(SEM)测量发现,量子点呈棱状结构,而不是通常的金字塔结构,这是由多层结构的应力传递及InGaAs应变层的各向异性引起的.采用变温光致发光谱(TDPL)和时间分辨谱(TRPL)研究了其光致发光稳态和瞬态特性.研究发现,InGaAs量子阱层可以有效地缓冲InAs量子点中的应变,提高量子点的生长质量,可以在室温下探测到较强的发光峰.在量子阱中生长量子点可以获得室温下1 318 nm的发光,并且使其PL谱的半高宽减小到25 meV.     

MOCVD生长1.06μm波段InGaAs/GaAs单量子阱材料的发光特性研究

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,在不同偏向角的GaAs衬底上生长了InGaAs/GaAs单量子阱外延结构。通过对样品室温光致发光(PL)谱测试结果的分析,讨论了衬底偏向角、量子阱层生长温度以及V/III比对外延片发光波长、发光强度及PL谱半峰全宽(FWHM)的影响。发现在相同生长条件下,对于InGaAs/GaAs应变量子阱结构,在GaAs(100)偏111A晶向较小偏向角的衬底上生长的样品PL谱发光强度较大,半峰全宽较窄;量子阱层低温生长的样品发光强度更强;增大量子阱层V/III比可以提高样品的发光强度,同时PL谱峰值波长出现红移。     

应变量子阱传输矩阵法设计及MOCVD外延制备

借鉴光波导设计的传输矩阵法思想 ,引入传输矩阵方法进行量子阱设计的应用 ,以 980nm半导体激光器用的应变量子阱为例 ,利用MOCVD外延生长技术设计生长了InGaAs/GaAs应变量子阱结构 ,测量PL谱峰值波长与设计波长吻合 ,X双晶衍射仪标定的量子阱组分和厚度基本与设计一致 ,从而验证了传输矩阵法用于量子阱设计是一种有效快捷的方法。     

分子束外延生长高应变单量子阱激光器

采用分子束外延方法研究了高应变InGaAs/GaAs量子阱的生长技术.将InGaAs/GaAs量子阱的室温光致发光波长拓展至1160nm,其光致发光峰半峰宽只有22meV.研制出1120nm室温连续工作的InGaAs/GaAs单量子阱激光器.对于100μm条宽和800μm腔长的激光器,最大线性输出功率达到200mW,斜率效率达到0.84mW/mA,最低阈值电流密度为450A/cm2,特征温度达到90K.     

快速热退火对高应变InGaAs/Ga As量子阱的影响

用固态分子束外延技术生长了高应变In0.45Ga0.55As/GaAs量子阱材料. 研究了快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱材料光学性质的影响. 本文采用假设InGaAs/GaAs量子阱中的In-Ga原子扩散为误差函数扩散并解任意形状量子阱的薛定谔方程的方法，对不同退火温度下InGaAs/GaAs量子阱室温光致发光峰值波长拟合，得到了In原子在高应变InGaAs/GaAs量子阱中的扩散系数以及扩散激活能（0.88eV) .     

应变InGaAs/GaAs量子阱MOCVD生长优化及其在980 nm半导体激光器中的应用

使用低压MOCVD生长应变InGaAs/GaAs 980 nm量子阱.研究了生长温度、生长速度对量子阱光致发光谱(PL)的影响.并将优化后的量子阱生长条件应用于980 nm半导体激光器的研制中,获得了直流工作下,阈值电流为19 mA,未镀膜斜率效率为0.6 W/A,输出功率在100 mW的器件.     

快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱的影响

用固态分子束外延技术生长了高应变In045Ga0.55 As/GaAs量子阱材料.研究了快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱材料光学性质的影响.本文采用假设InGaAs/GaAs量子阱中的In-Ga原子扩散为误差函数扩散并解任意形状量子阱的薛定谔方程的方法,对不同退火温度下InGaAs/GaAs量子阱室温光致发光峰值波长拟合,得到了In原子在高应变InGaAs/GaAs量子阱中的扩散系数以及扩散激活能(0.88eV).     

1064nm应变量子阱的理论设计

根据应变理论及脊限深量子阱理论,对确定的In含量的InGaAs材料进行系统的计算,得到激射波长为1064nm激光器的应变量子阱的厚度,并采用金属有机化学气相淀积（MOCVD）方法生长该应变量子阱,实验结果与设计波长基本一致。     

Photoluminescence and electroreflectance studies of modulation-doped pseudomorphic AlGaAs/InGaAs/GaAs quantum wells

In this study, we describe the correlations between the photoluminescence (PL) spectra and electrical properties of pseudomorphic modulation-doped AlGaAs/InGaAs/GaAs quantum wells (MDQWs) grown by molecular beam epitaxy. In MDQWs, the presence of a large sheet carrier density contributes significantly to the PL linewidth. At low temperatures (4.2 K), free carrier induced broadening of the PL linewidth is influenced by the material quality of the structure. At higher temperatures (77 K), differences in the material quality do not affect the linewidth significantly, and under these conditions the PL linewidth is a good measure of the sheet carrier density. The ratio of the 77 K to 4.2 K PL linewidths provides useful information about the crystalline quality of the MDQW structures as illustrated by the correlation with 77 K Hall mobility data and a simple model. We present results of Electron Beam Electroreflectance (EBER) to characterize MDQWs and undoped quantum wells in the AlGaAs/InGaAs/GaAs material system. Several transitions have been observed and fitted to excitonic Lorentzian lineshapes, providing accurate estimates of transition energy and broadening parameter at temperatures of 96 K and 300 K.     

自由电子激光辐照半导体多量子阱的研究

利用低温光荧光谱研究了自由电子激光辐照对GaAs/AlGaAs多量子阱光学性质的影响。用波长为 8 92μm ,光功率密度相应于电场强度为 2 0kV/cm的自由电子激光辐照多量子阱 6 0min ,发现量子阱特征峰 797nm经过辐照后峰值发生红移至 812nm ,波形展宽 ,峰高降低。对此结果进行了讨论 ,并与电子辐照的情况做了比较。     

LP－MOCVD生长InGaAs／GaAs量子阱

用低压ＭＯＣＶＤ（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）生长三种不同的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层量子阱材料，其中两种含ＡｌＧａＡｓ限制层。结果表明，ＡｌＧａＡｓ限制层对量子阱的发光强度影响很大，与没有ＡｌＧａＡｓ限制层的结果相比，带ＡｌＧａＡｓ限制层的结构的发光强度要强一个数量级以上。在低温（１８Ｋ）ＰＬ光谱图中，我们看到，除了存在主峰以外，在主峰两侧还各有一个子峰，这些子峰可能与量子阱的质量有关。     

GaN基蓝光发光二极管峰值波长偏移的研究

通过对蓝光和红光发光二极管在直流和脉冲电流两种情况下进行变电流测试,对其峰值波长的偏移情况进行了深入的对比分析和研究,指出主要是热效应和极化效应两个因素造成蓝光LED的峰值波长发生偏移,并计算出热效应单独引起峰值波长偏移的温度系数为0.080 7nm/K,In0.2Ga0.8N/GaN发光二极管量子阱中的极化强度为3.765 0 MV/cm;分析还认为电流注入下多量子阱中栽流子分布不均匀也是影响器件峰值波长的一个因素,并计算得到去除极化影响后量子阱中的场强,验证了在电流注入下多量子阱中载流子分布不均匀的结论.     

InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

优化设计了既能实现较小垂直方向远场发散角,又能降低腔面光功率密度的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变层量子阱激光器,并计算了该结构激光器实现基横模工作的脊形波导结构参数。利用分子束外延生长了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器材料并研制出基横模输出功率大于１４０ｍＷ,激射波长为９８０ｎｍ的脊形波导应变量子阱激光器,其微分量子效率为０．８Ｗ／Ａ,垂直和平行结平面方向远场发散角分别为２８°和６．８°     

GaAs／ALGaAs和InGaAs／GaAs窄量子阱中激子线宽与温度的关系

研究了具有不同阱宽的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ和ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ窄量子阱结构中激子线宽与温度的关系，发现在低温范围内，声学声子的线性散射系统随着阱宽的减小而增加，对实验结果作了讨论。     

Electron-electron scattering in stepped quantum wells

A method for calculating the probability of intersubband electron-electron scattering in quantum wells of complex shape is suggested. Numerical data for stepped InGaAs/AlGaAs quantum wells are obtained. The principal mechanisms of electron-electron scattering that exert the strongest effect on the intersubband inversion of population in laser structures are determined.     

940 nm高功率半导体激光器研究

报道了一种采用大光学腔结构的InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱高功率半导体激光器。在量子阱能级本征值方程的数值求解基础上 ,优化了InGaAs阱层材料的In组份含量 ;采用大光学腔结构以有效降低垂直于结平面方向的光束发散角及腔面的光功率密度 ,实现器件的高功率、低发散角光。设计的激光器外延结构采用分子束外延 (MBE)方法生长 ,成功获得具有较低激射阈值的 94 0nm波长激光器外延片。对 10 0 μm条形 ,10 0 0 μm腔长的制备器件测试表明 ,器件的最大连续输出功率达到 2W ,峰值波长为 939.4nm ,远场水平发散角为 10° ,垂直发散角为 30°。器件的阈值电流为 30 0mA。     

非对称GaAs／Al0.3Ga0.7As双量子阱的光学特性和光学非线性

报道用光调制反射谱和光致发光方法对非对称的GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As耦合双量子阱研究的实验结果。在300K和77K下测量了光调制反射谱,对实验结果的线形拟合确认了在双量子阱中分别对应子能级11H、11L、13H、22H等的跃迁,并与理论计算结果作了比较。以氩离子激光器488nm激发测量了双量子阱中基态(n=1)荧光峰强度随激发光密度的变化,研究了其非线性效应。用632.8nm激光在弱激发下测量了3.8～300K范围内相应荧光峰随温度的变化,对实验结果作了分析讨论。     

InGaAs/AlGaAs QWIP Heterostructures for Large-Format Focal Plane Arrays Photosensitive in the Spectral Range 3–5 μm

Photoelectric properties of different stressed InGaAs/AlGaAs heterostructures with quantum wells grown by the method of molecular beam epitaxy on GaAs substrates for mid-wavelength infrared largeformat photodetector arrays operating in the spectral range 3–5 μm have been investigated. It has been shown that the change in the composition of barrier layers leads to a significant shift of the photosensitivity spectra of such heterostructures.