类W-势阱与应变超晶格量子阱的带间跃迁

假设量子阱是类W-势阱,应变效应表现为势阱底部出现了类抛物线鼓包。在量子力学框架下,讨论了应变效应对输出波长的影响。结果表明,在应变作用下,量子阱出现了能级分裂,正是这种分裂为高性能量子阱光学器件的研制提供了更大的设计空间,为量子阱激光器件输出波长的调节提供了理论基础。     

InGaAs/AlGaAs量子阱中量子尺寸效应对PL谱的影响

本文采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法设计并生长了两组InGaAs／A1GaAs应变多量子阱，量子阱的厚度分别为3nm和6nm，对其光致发光谱(PL)进行了研究，二者的发光波长分别为843nm和942nm，用有限深单量子阱理论近似计算了由于量子尺寸效应和应变效应引起的InGaAs／A1GaAs量子阱带隙的改变，这解释了两组样品室温下PL发射波长变化的原因。     

应变效应对半导体激光器输出波长的影响

假设应变效应仅出现在势阱底部,并可用方形势垒代替。在量子力学的框架下,对双阱结构的量子阱进行了讨论,并对输出波长的应变效应进行了分析。结果表明,在应变作用下,量子阱出现了能级漂移和能级分裂。正是这种效应为人们研制高性能量子阱光学器件提供了更大的设计空间。     

1053 nm超辐射发光二极管量子阱的设计

对于给定波长的超辐射发光二极管,根据应变量子阱理论,研究了器件有源层组分与量子阱宽度的关系,并讨论了量子阱中In组分相对于不同波长的最小临界值.用MOCVD生长器件,实验结果与理论计算值吻合.     

GaInAs/GaAs应变量子阱能带结构的计算

讨论了GaInAs/GaAs应变量子阱结构的应变效应 ,给出了量子阱层的临界厚度随In组份的变化关系。由克龙尼克 -潘纳模型计算了GaInAs/GaAs应变量子阱的量子化能级 ,给出了cl -hhl跃迁对应的发射波长随阱宽和In组份的变化关系曲线 ,并与实验测量的GaInAs/GaAs量子阱的发射波长进行了比较 ,基本一致。与此同时 ,对GaInAs/GaAs应变量子阱向长波长方向的发展也进行了计算分析 ,最后计算研究了应变量子阱中价带子能级及态密度的色散关系     

单轴压应变量子阱红外探测器吸收波长的研究

研究了单轴压应力对GaAs/AlGaAs/GaAs量子阱红外探测器(QWIP)吸收波长的影响。以量子阱电子干涉方法以及单轴压应力作用下量子阱应变理论为基础,分析了GaAs/AlGaAs/GaAs量子阱导带中子能级与应变的关系。理论上计算了单轴应力下四个QWIP吸收波长与应变的关系。结果表明,E1与E<1>能级之间的吸收波长和E(1)与EF能级之间的吸收波长随应变的增大而减小的幅度比E1与EF能级之间的吸收波长和E(0)与E1能级之间吸收波长随应变的增大减小的幅度大。     

GaAsSb/GaAs量子阱激光器结构的发光研究

研究了GaAsSb/GaAs应变量子阱及应变补偿量子阱激光器结构的光致发光和电注入发光.结果表明,分子束外延生长温度的改变使量子阱发光性能发生系统性变化,证明生长温度对量子阱中锑的组分和界面质量具有重要影响. 同时,低温光致发光峰的波长随激发功率密度增大发生明显蓝移,具有Ⅱ类量子阱的特点. 应变补偿量子阱激光器在波长为1.3μm附近激射,阈值电流密度约为1.8kA/cm2.     

双偏振双波长混合应变量子阱激光器

本文报道了以混合应变量子阱结构为有源区的激光器。对有源区分别采用体材料、匹配量子阱、压应变量子阱和混合应变量子阱结构的激光器进行了比较。混合应变量子阱激光器能同时工作于两种偏振模式，而且两种偏振模式的激射波长不同。结合实验结果，我们可以看出在混合应变量子阱结构中，从偏偏自发辐射谱峰值长差不能推断两种量子陆的能带填充效应大小。     

预应变InGaN/GaN多量子阱发光特性调控研究

为了减弱InGaN/GaN量子阱内的压电极化场,在蓝紫光InGaN/GaN多量子阱激光器结构中采用了预应变InGaN插入层,通过变温电致发光和高分辨X射线衍射测量研究了预应变插入层对量子阱晶体质量和发光特性的影响。实验结果显示,常温下有预应变层的量子阱电致发光谱积分强度显著提高。模拟计算进一步表明,预应变层对量子阱内压电极化场有调制效果,有利于量子阱中的应力弛豫,可以有效减弱量子限制斯塔克效应,有助于提高量子阱的发光效率。     

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。     

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。     

1.3 μm InGaAsSb/GaAsSb量子阱激光器有源区结构设计

为了研制满足光纤通讯需求的高性能半导体激光器,对压应变InGaAsSb/GaAsSb量子阱激光器有源区进行了研究。根据应变量子阱能带理论、固体模型理论和克龙尼克-潘纳模型,确定了激射波长与量子阱材料组分及阱宽的关系。基于Lastip软件建立了条宽为50 μm、腔长为800 μm的半导体激光器仿真模型,模拟器件的输出特性,讨论了量子阱个数对器件光电特性的影响。结果表明：当量子阱组分为In0.44Ga0.56As0.92Sb0.08/GaAs0.92Sb0.08、阱宽为9 nm、量子阱个数为2时,器件的性能达到最佳,阈值电流为48 mA,斜率效率为0.76 W/A。     

应变GaInNAs/GaAs量子阱光增益特性研究

采用近似方法对GaInNAs材料的能带结构进行了分析,并计算了应变GaInNAs/GaAs量子阱能级,在此基础上进一步计算了应变GaInNAs/GaAs量子阱的材料光增益谱.对计算结果的分析表明,应变GaInNAs/GaAs量子阱材料是一种可以应用于1 300 nm波段的新型长波长半导体光电子材料.     

980 nm应变单量子阱的理论设计

研究了应变单量子阱势阱宽度的计算方法 ,为应变单量子阱的设计提供了理论依据 .对于确定的材料组份 ,根据应变理论及有限深势阱的处理方法 ,系统地计算了 980 nm应变单量子阱宽度 ,理论计算与实验结果相吻合     

980nm InGaAs应变量子阱激光器及组合件

利用分子束外延技术研制出了高质量InGsAs/GaAs应变量子阱材料及量子阱激光器.脊形波导窄条形量子阱激光器的阈值电流和微分量子效率分别为15mA和0.8 W/A,线性输出功率大于150mW,基横模输出功率可达100mW.InGaAs应变量子阱激光器和单模光纤进行了耦合,其组合件出纤光功率典型值为40mW,最大值可达60mW.显示出了高的基横模输出功率和高的耦合效率.其组合件在40～60mW下,中心发射波长在977nm.满足了对掺铒光纤高效率泵浦的波长要求,成功地研制出适于掺铒光纤放大器用的应变量子阱激光器.     

InGaAs（P）应变多量子阱激光器的理论分析与优化设计

本文从理论上分析计算并给出了ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）应变多量子阱激光器的优化设计参数，考虑到多量子阱阱区的注入不均匀性，提出了一种新的分析和设计方法。对于激射波长为１．５５微米的１．５％压缩应变多量子阱激光器，最佳的阱数为四个，最佳腔长为５００微为左右．     

量子阱太阳能电池的外量子效率

通过实验比较了砷化镓量子阱太阳能电池与不含量子阱结构的普通砷化镓太阳能电池的外量子效率.结果表明,量子阱太阳能电池吸收光子的波长从870nm扩展到了1000nm.当波长小于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率低于普通太阳能电池;而当波长大于于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率高于普通太阳能电池.对这个现象给出了解释,并对用量子阱太阳能电池代替三结电池的中间子电池的可能性进行了讨论.     

量子阱太阳能电池的外量子效率

通过实验比较了砷化镓量子阱太阳能电池与不含量子阱结构的普通砷化镓太阳能电池的外量子效率. 结果表明,量子阱太阳能电池吸收光子的波长从870nm 扩展到了1000nm. 当波长小于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率低于普通太阳能电池;而当波长大于于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率高于普通太阳能电池. 对这个现象给出了解释,并对用量子阱太阳能电池代替三结电池的中间子电池的可能性进行了讨论.     

压缩应变量子阱激光器峰值增益波长的简单计算

本文根据一维势阱和应变效应以及能带填充效应的简单理论，提供了一种既简单又较准确的计算压缩变量子阱激光器峰值增益波长方法。     

基于温度变化的量子阱红外探测器研究

量子阱红外探测器受到温度、压强等多种因素的影响,本文主要从温度方面进行了研究.在文献[2]的基础上,进一步推导了超晶格中热应变与温度的关系;结合量子阱红外探测器的能级公式以及波长与能级差的关系式,定量地分析了温度变化对量子阱红外探测器探测峰值波长的影响.