硅衬底上GaAlAs/GaAs单量子阱激光器

采用MOCVD方法在硅衬底上生长了带应力超晶格的GaAlAs/GaAs单量子阱外延片,并用质子轰击隔离法制成10微米条形单量子阱激光器.在室温下加脉冲电流(重复频率26KHz,脉宽1μs)观察到受激发射.最低阈电流92mA、激射波长849.2nm,外微分量子效率11％.     

InGaAs／AlGaAs单量子阱激光器低阈值激射

研制了InGaAs/AlGaAs SQW激光器,对其工作特性如阈值电流密度、激射波长、特征温度、远场分布等进行了研究. 用MOCVD方法生长制备了InGaAs/AlGaAs分别限制单量子阱结构材料,得出其各层组分和能带分布.首先在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层和AlGaAs波导层,然后生长窄能带的AlGaAs量子阱势垒层,再继续生长InGaAs量子阱有源区.其后继续生长AlGaAs势垒层、高Al组分AlGaAs波导层和GaAs高掺杂欧姆接触层.我们发现在低温范围里(160 K～220 K)阈值电流密度随温度升高而减小,与普通量子阱激光器正相反,表现出负的特征温度.随着温度进一步提高,阈值电流密度表现出指数式增大.300 K下腔长2000 μm的激光器最低的阈值电流密度约为200 A/cm2.(OD7)     

大功率GaAs/GaAlAs单量子阱激光器

采用MOCVD技术在φ40mmGaAs衬底上研制成大功率GaAs/GaAlAs单量子阱激光器。该激光器激射波长为830～870nm,室温CW阈值电流密度小于350A/cm~2,最低值为310A/cm~2,输出光功率大于200mW/(单面,未镀膜)。     

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)。     

新型GaAs／GaAlAs非对称量子阱红外光电导探测器

提出一种新型GaAs/GaAlAs子带间光吸收的红外光电导探测机理,利用MOCVD系统进行器件材料的生长,研制了200μm×200μm的台面形式单管,测到了明显的红外光电流信号及阱间共振遂穿效应造成的负阻震荡现象,对器件的性能测试结果表明,器件的光电流响应和信噪比随着阱数增加而增加,器件噪声比常规GaAs/GaAlAs量子阱红外探测器低一个数量级.     

一种GaAs/GaAlAs分别限制单量子阱锁相列阵激光器

本文描述一种由MOCVD生长的GaAs/GaAlAs 分别限制单量子阱片子制作的锁相列阵大功率激光器.由十个单横模器件耦合而成的列阵器件,其阈值电流为67mA,线性输出功率大于500mW,微分量子效率达60％.列阵器件由强耦合区和弱耦合区构成,考察了强耦合区的几何结构对耦合模即输出远场分布的影响.     

InGaAs／GaAs应变层量子阱激光器深中心行为

应用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）技术研究分子束外延（ＭＢＥ）和二次液相外延（ＬＰＥ）生长的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层量子季阱激光器深中心行为．在ＭＢＥ激光器的ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ组分缓变层和限制层里，除众所周知的ＤＸ中心外，还观察到有较大俘获截面的深（空穴、电子）陷阱及其相互转化．这些陷阱可能分布在ｘ从０到０．４０和ｘ—０．４０的ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ层里ｘ值不连续的界面附近．而在ＬＰＥ激光器的ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ组分缓变层和限制层里，ＤＸ中心浓度明显减少，且深（空穴、电子）陷阱消失     

AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱增益特性研究

采用Shu Lien Chuang方法计算了AlInGaAs/AlGaAs应变引起价带中重、轻空穴能量变化曲线,在Harrison模型的基础上详细地计算了AlInGaAs/AlGaAs和GaAs/AlGaAs量子阱电子、空穴子能级分布并且进一步研究了这两种材料在不同注入条件下的线性光增益.进一步计算比较可以得出AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱光增益特性要优于GaAs/AlGaAs非应变量子阱增益特性,因此AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱半导体材料应用于半导体激光器比传统GaAs/AlGaAs材料更具优势.     

一种1064nm应变双量子阱激光器的设计与制作

为能得窄谱宽、高亮度的1064nm-InGaAs/GaAs应变双量子阱激光器,分析了In组份与临界厚度、应变量的变化关系,并给出了In组份的选择范围。采用Kane模型给出了量子阱中第一分立能级分裂宽度与垒宽的关系,明确了应变双量子阱激光器中垒宽的选择。最后,通过金属有机气相沉积(MOCVD)法生长了1064nm应变双量子阱激光器,实验结果与理论计算的辐射波长值基本吻合。     

GaAlAs/GaAs量子阱材料的光荧光谱研究

分子束外延生长GaAlAs/GaAs量子阱材料时,适当的衬底温度和Ⅴ/Ⅲ束流比是改善AlGaAs材料生长质量的重要因素。对GaAs、GaAlAs材料的生长条件进行优化,获得了高质量的量子阱材料,有源层分别为8nm、10nm、12nm时,10K下的PL谱半峰宽(FWHM)分别为6.42meV、6.28meV、6.28meV。     

势阱形状对电场下量子阱子带和激子能移的影响

在束缚态近似下,用级数解法求解电场下各种不同形状GaAs/GaAlAs量子阱中电子和空穴子带,进一步采用变分方法得到激子结合能.由此,我们首次得到电场下由抛物阱至方位阱子带和激子峰能移的变化图象.在考虑GaAs/GaAlAs量子阱形状影响的基础上,我们计算所得结果与实验吻合得很好.     

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)．     

GaAs多量子阱超晶格表面激光光伏效应

由于MOCVD、MBE等半导体材料生长技术飞跃发展,半导体多量子阱和超晶格的制备、研究和应用越来越引起广泛重视。GaAs多量子阱超晶格是较为成熟的一种结构。本文初次报道GaAs多量子阱超晶格表面激光辐照感生的光伏效应研究结果。实验样品是在〈001〉晶向半绝缘GaAs衬底上,MBE生长1.5μm n~+-GaAs缓冲层后,交替地周期生长两种阱宽和垒宽,不同周期数的掺硅GaAs层,构成GaAs多量子阱超晶格结构。激     

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.     

量子阱结构的等效宽度新公式

在有效质量近似下，分析了GaAs/GaAlAs量子阱结构中有限深势阱（FPB）和理想的无限深势阱（IPB）的粒子的基态能级，得到零电场下等效宽度与阱真实宽度之间的显式表达式，发现结果与前人的数据吻合得很好，进一步的分析表明，该公式在非零电场下仍然适用，并从波函数角度进行了论证。     

GaAs (110)量子阱的电子自旋弛豫

采用固态源分子束外延的方法在GaAs(110)取向衬底上生长了GaAs/AlGaAs多量子阱结构.对样品进行了低温光致发光谱和时间分辨光致发光谱的测量,结果表明激发功率和激发波长对室温下量子阱内电子的自旋弛豫时间有强烈的影响.对于常见的GaAs(100)量子阱起支配作用的D'yakonov-Perel' (DP)自旋弛豫机制,在GaAs (110)量子阱材料里被充分地抑制了.对于缺失了DP相互作用的GaAs (110)多量子阱,电子-空穴相互作用对自旋弛豫时间随激发功率变化有重要的影响.     

GaAs (110)量子阱的电子自旋弛豫

采用固态源分子束外延的方法在GaAs(110)取向衬底上生长了GaAs/AlGaAs多量子阱结构.对样品进行了低温光致发光谱和时间分辨光致发光谱的测量,结果表明激发功率和激发波长对室温下量子阱内电子的自旋弛豫时间有强烈的影响.对于常见的GaAs(100)量子阱起支配作用的D'yakonov-Perel' (DP)自旋弛豫机制,在GaAs (110)量子阱材料里被充分地抑制了.对于缺失了DP相互作用的GaAs (110)多量子阱,电子-空穴相互作用对自旋弛豫时间随激发功率变化有重要的影响.     

GaAlAs/GaAs量子阱材料的光荧光谱研究

分子束外延生长GaAlAs／GaAs量子阱材料时，适当的衬底温度和Ⅴ／Ⅲ束流比是改善AlGaAs材料生长质量的重要因素。对GaAs、GaAlAs材料的生长条件进行优化，获得了高质量的量子阱材料，有源层分别为8nm、10nm、12nm时，10K下的PL谱半峰宽（FWHM）分别为6．42meⅤ、6．28meⅤ、6．28meⅤ。     

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。     

室温连续激射1.59μm GaInNAsSb量子阱激光器

研究了原位和非原位退火对分子束外延生长的GaInNAsSb/GaNAs/GaAs量子阱激光器的作用.通过快速热退火量子阱质量得到很大提高,这一方法还很少被应用于激光器的制作,特别是波长在1.55μm波段的激光器.生长量子阱时采用的生长速率、Sb诱导等,将量子阱激光器发光波长拓展到1.59μm,并制作了脊型波导FP腔GaInNAsSb单阱激光器,成功实现了室温连续激射,激射波长达到1.59μm,阈值电流为2.6kA/cm2.