GaAs/AlGaAs多量子阱材料差分反射光谱

介绍了一种新型的空间调制光谱技术差分反射(DR)光谱技术.利用振动光束差分反射测试系统,获得了GaAs/AlGaAs多量子阱材料的DR谱,初步分析了DR信号的产生机制.通过与材料的PR谱及反射光谱的一阶微商谱比较分析,论证了DR光谱技术用于多量子阱量子化跃迁观测的理论可行性,并从实验角度证明了GaAs/AlGaAs多量子阱材料的DR谱具有反射率谱对能量的一阶微商线型特征.     

量子阱平面光学各向异性的偏振差分反射谱研究

在室温下用偏振差分反射谱技术观察到了 Ga As/Al Ga As、In Ga As/Ga As和 In Ga As/In P三种量子阱材料的平面光学各向异性。我们发现 Ga As/Al Ga As量子阱 1 h→ 1 e跃迁的偏振度与阱宽成反比 ,与 In Ga As/In P量子阱的报道结果类似。 Ga原子偏析引起的界面不对称可以很好地解释这种行为。与之相反 ,In Ga As/Ga As量子阱的光学各向异性倾向于与阱宽成正比。目前还不能很好地解释这种现象。     

InGaAs/GaAs多量子阱SEED面阵结构特性与设计

讨论了谐振腔中的 DBR对 In Ga As/ Ga As多量子阱 SEED面阵光反射特性的影响 .采用 In Ga As/ Ga As作为多量子阱 SEED器件的有源区 ,从而获得了 980 nm工作波长 .设计和分析了 In Ga As/ Ga As多量子阱 SEED中的一种用于倒装焊的新型谐振腔结构 .多量子阱材料是用 MOCVD系统生长 ,利用微区光反射谱、PL 谱以及 X射线双晶衍射对多量子阱材料进行了测量和分析 ,测量结果表明多量子阱材料具有良好的质量 ,证明了器件结构的设计和分析是准确的     

快速热退火对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的修饰

应用快速热退火的方法将 Ga As/Al Ga As多量子阱红外探测器的峰值响应波长从7.7μm移动到 8～ 1 4μm大气窗口内 .通过测量单元器件的光电流谱、响应率和 I- V特性 ,分析了快速热退火对 Ga As/Al Ga As多量子阱红外探测器性能的影响     

808nm InGaAlAs垂直腔面发射激光器的结构设计

为实现垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)在808 nm波长的激射,对VCSEL芯片的整体结构进行了设计。基于应变量子阱的能带理论、固体模型理论、克龙尼克-潘纳模型和光学传输矩阵方法,计算了压应变InGaAlAs量子阱的带隙、带阶、量子化子能级以及分布布拉格反射镜(DBR)的反射谱,从而确定了量子阱的组分、厚度以及反射镜的对数。数值模拟的结果表明,阱宽为6 nm的In0.14Ga0.74Al0.12As/Al0.3Ga0.7As量子阱,在室温下激射波长在800 nm左右,其峰值材料增益在工作温度下达到4000 cm-1;渐变层为20 nm的Al0.9Ga0.1As/Al0.2Ga0.8As DBR,出光p面为23对时反射率为99.57%,全反射n面为39.5对时反射率为99.94%。设计的顶发射VCSEL结构通过光电集成专业软件(PICS3D)验证,得到室温下的光谱中心波长在800 nm处,证实了结构设计的正确性。     

组合离子注入导致非对称耦合双量子阱界面混合效应光调制反射光谱

用分子束外延系统 (MBE)生长了 Ga As/ Al Ga As非对称耦合双量子阱 (ACDQW) ,用组合离子注入的方法 ,在同一块衬底上获得了不同注入离子 As+ 、 H+ 和不同注入剂量的 Ga As/ Al Ga As非对称耦合双量子阱单元 ,在未经快速热退火的条件下 ,于常温下测量了光调制反射光谱 ,发现各单元的子带间跃迁能量最大变化范围可达80 me V .     

掺In对反型AlGaAs/GaAs异质界面质量的改善及其应用

研究了Al Ga As层掺1%的In对Al Ga As/Ga As量子阱光致发光谱的半峰宽的影响.2 5 K的光致发光结果表明,In作为表面活化剂能有效改善Al Ga As/Ga As异质界面的粗糙度.将此方法应用到反型Al Ga As/Ga As高电子迁移率晶体管(HEMT)材料结构中,Hall测量表明该方法能有效提高反型HEMT的电学性能     

低压金属有机化合物气相外延生长的 (Al_x Ga_(1-x))_(0 .5 1)In_(0 .49)P折射率测量(英文)

采用测量反射谱方法确定了低压金属有机化合物气相外延生长的与 Ga As衬底匹配 (Alx Ga1 - x) 0 .5 1 In0 .49P外延材料的折射率 .实验中测量的反射谱波长范围为 0 .5— 2 .5 μm.在拟合实验数据过程中采用了单振子模型 .折射率数据用于分析应变量子阱 Ga In P/ Al Ga In P可见光激光二极管波导 ,计算出的器件远场图与实验数据吻合很好 .     

低压金属有机化合物气相外延生长的 (Al_x Ga_(1-x))_(0.51)In_(0.49)P折射率测量

采用测量反射谱方法确定了低压金属有机化合物气相外延生长的与 Ga As衬底匹配 (Alx Ga1 - x) 0 .5 1 In0 .49P外延材料的折射率 .实验中测量的反射谱波长范围为 0 .5— 2 .5 μm.在拟合实验数据过程中采用了单振子模型 .折射率数据用于分析应变量子阱 Ga In P/ Al Ga In P可见光激光二极管波导 ,计算出的器件远场图与实验数据吻合很好 .     

布拉格反射波导光子晶体宽光谱量子阱激光器

半导体宽谱激光在传感、光谱学等领域有着重要的应用.传统半导体宽谱激光器主要采用宽增益材料和全反射波导,采用简单量子阱结构制备宽谱激光器一直是个难题.作者首次证明了一种基于布拉格反射波导一维光子晶体的新型量子阱宽谱激光器,其结构主要包括In Ga As/Ga As量子阱和上下布拉格反射镜,通过偏离解理实现激光输出.研究发现在偏离角7°时,器件展现宽谱超辐射发光二极管特性,4.4°偏离角时实现了宽光谱激光输出,光谱宽度达到33.7 nm,连续输出功率36 m W.本研究为探索新型量子阱宽谱激光器提出了一种新的技术途径.     

硅衬底GaN基LED外延生长的研究

采用在AlN缓冲层后原位沉积SiN掩膜层,然后横向外延生长GaN薄膜.通过该法在硅衬底上获得了1.7 μm无裂纹的GaN薄膜,并在此基础上外延生长出了GaN基发光二极管(LED)外延片,其外延片的总厚度约为1.9 μm.采用高分辨率双晶X-射线衍射(DCXRD)、原子力显微镜(AFM)测试分析.结果表明,GaN薄膜(0002)面的半峰全宽(FWHM)降低到403 arcsec,其表面平整度得到了很大的改善;InGaN/GaN多量子阱的界面较平整,结晶质量良好.光致发光谱表明,GaN基LED峰值波长为469.2 nm.     

掺Si对AlGaInP/GaInP多量子阱发光性能的影响

研究了Si掺杂对MOCVD生长的（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱发光性能的影响．样品分为两类：一类只生长了（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构;另一类为完整的多量子阱LED结构．对于只生长了（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构的样品,掺Si没有改变量子阱发光波长,但使得量子阱发光强度略有下降,发光峰半高宽明显增大．这应是掺Si使量子阱界面质量变差导致的．而在完整LED结构的情况下,掺Si却大大提高了量子阱的发光强度．相对于未掺杂多量子阱LED结构,垒层掺Si使多量子阱的发光强度提高了13倍,阱层和垒层均掺Si使多量子阱的发光强度提高了28倍,并对这一现象进行了讨论．     

纳米柱InGaN/GaN多量子阱的干法刻蚀制备技术

纳米柱GaN基多量子阱(MQW)拥有量子尺寸效应以及应变释放等特性,对于提高GaN基发光二极管(LED)的发光效率具有重要意义.采用快速热退火(RTA)形成的自组装Ni纳米颗粒作为刻蚀掩膜,利用电感耦合等离子体反应离子刻蚀(ICP-RIE)制备纳米柱InGaN/GaN MQW.通过改变RTA温度发现在800℃以上才能有效形成Ni纳米颗粒掩膜.不同的ICP和射频(RF)功率条件下制备的纳米柱MQW光致发光强度相比于相同结构的平面MQW会发生显著变化.通过优化ICP-RIE的刻蚀条件,可以获得发光强度显著提高的纳米柱MQW结构.同时,纳米柱MQW中压电极化场的减弱会形成光致发光峰位蓝移.     

670nm发光二极管材料的MOCVD外延生长

重点介绍了670nm LED材料的结构与制备方法,用MOCVD方法生长了较高压应变的670nm多量子阱。分析比较了670nm量子阱室温光荧光谱线宽度的影响因素,指出室温光荧光主要来源于带-带复合,荧光谱线宽度的减小是应变量子阱轻重空穴能级分离的结果,并不意味着量子阱界面质量的改进。同时介绍了二乙基锌(DEZn)的掺杂技术和掺杂浓度,通过优化掺杂条件和退火条件,p型AlInP材料获得了0.9×1018/cm3的空穴密度。外延材料制作成200μm×200μm尺寸的LED管芯,在20mA工作电流下亮度为22～24mcd。器件结果表明,用5个压应变量子阱的有源区并且采用DEZn掺杂可以制作出高亮度的670nm LED外延材料。     

MOCVD生长InGaAs／Alj0.2Ga0.8As应变多量子阱

用MOCVD方法生长了3种InGaAs/Al0.2Ga0.8As应变多量子阱（MQWs）样品，用于研究在气相中TMIn的含量对MQWs的发光波长和半峰宽（FWHM）以及在X射线中零级峰位的影响。研究表明，随着In组分在MQW中的增加，MQWs中应变也随之增加，这是造成FWHM增大的原因。同时也研究了应变MQWs中In组分与气相中TMIn含量的关系，为准确设计和控制MQWs的组分提供了依据。     

Piezoelectric field measurements by photoreflectance in strained InGaAs/GaAs structures grown on polar substrates

Photoreflectance (PR) measurements were performed on specific structures grown by molecular-beam epitaxy on different substrate orientations: 111B, 111B 2° off, 111A and 100. A strained In_0.2Ga_0.8As quantum well was grown in the space charge layer of an undoped GaAs layer. On a polar substrate orientation 111, the strain-induced piezoelectric field in the quantum well modifies the field in the space charge layer. PR spectra recorded in such structures exhibit Franz Keldysh oscillations from which we can measure the internal electric field. The piezoelectric field is then deduced from a comparison between two structures differing only by the presence of the strained quantum well. Experimental values ranged between 110 kV/cm and 150 kV/cm, and were used to determine experimentally the piezoelectric constant e₁₄ in In_0.2Ga_0.8As.     

新的电调制反射谱技术及其应用

提出一种微接触电调制反射谱（LCER）测试方法,该方示与无接触电调制反射（CER）谱相比较,可极大降低调制电压。给出了自制的详细样品架结构,测量了InGaAs／GaAs量子阱样品,并与光调制反射谱（PR）相比较,结果证实了此方法的可行性和高光谱灵敏度,表明样品与电极的轻微接触既对测量结果没有明显的影响,又可简化测试条件,降低对测量环境的要求,是研究半导体材料和微结构一种方便而又有效的方法。     

Quantum Confinement Effects in Strained SiGe/Si Multiple Quantum Wells

Two heterointerfaces with several nanometers apart will confine the electrons(orholes) in the resulting wells.In the well,there existthe quantized subband levels.Confine-ment of carriers in1D(1dimension) ,2 D or3D occurs in the nanomet...     

GaInNAs/GaAs量子阱的光致发光谱和光调制反射谱

研究了GaInNAs/GaAs多量子阱在不同温度和激发功率下的光致发光(PL)谱以及光调制反射(PR)谱.发现PL谱主发光峰的能量位置随温度的变化不满足Varshni关系,而是呈现出反常的S型温度依赖关系.进一步测量,特别是在较低的激发光功率密度下,发现有两个不同来源的发光峰,它们分别对应于氮引起的杂质束缚态和带间的激子复合发光.随温度变化,这两个发光峰相对强度发生变化,造成主峰(最强的峰)的位置发生切换,从而导致表观上的S型温度依赖关系.采用一个基于载流子热激发和出空过程的模型来解释氮杂质团簇引起的束缚态发光峰的温度依赖关系.     

高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格的光调制反射谱研究

报道用分子束外延 (MEB)技术生长的x =0 4 ,0 8的高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格的光调制反射谱在室温和液氮下的实验结果 .观测到 11H ,2 2H ,33H和 11L等激子跃迁结构 ,计及子能级的量子限定效应和晶格失配导致的应力效应 ,对子能级结构进行了计算 ,除x =0 8样品的 33H能量计算值与实验值有较大偏差外 ,实验结果与理论符合得很好 .还与光致发光谱实验结果进行了比较 .