现代光电子的发展现状、特征和趋势

系统地介绍了光电子基础理论研究、光电子器件的特征、应用现状以及发展趋势.详细地介绍了几种半导体激光器、Si基光电器件与光电集成芯片的发展现状和趋势.     

一种高精度低量程隧道陀螺仪的隧道电流效应分析

针对微卫星所用高灵敏、低量程陀螺的需求,提出了一种高精度低量程隧道式陀螺仪的新结构,对隧道陀螺的基本组成部件进行了详细的分析,并介绍了其工作原理.设计了隧道陀螺仪的隧道电流测试方案,采用HP4156C高精度半导体参数测试仪对传感器的隧道电流效应进行了测试,并对隧道电流效应进行了理论分析,在此理论分析的基础上对测试数据进行了归纳与分析,得到器件势垒高度的值分别为0.518 eV,0.555 eV.验证结果表明:本结构隧道电流效应明显,器件有较高的灵敏度.     

量子阱效应及其光电性质的表面光电压谱表征

讨论了量子阱限制效应、激子的束缚能以及激子峰的形成,分析了量子阱的光电特性及量子阱表面光电压的形成和特点。结果表明:量子阱有根本不同于体材料的光电特性。     

Effect of coherent-light phase on tunneling process

The coherent-light-driven tunneling in double quantum wells has been studied. The electrons are coupled to a system of phonons and subjected to the two beams of coherently optical waves. By adopting a gauge to both the external field and the phonon field, the phonon field operators in the Schrodinger equations are eliminated. In this way, an expression of the tunneling current is conveniently derived considering the relaxation effect. It is shown that under the intense laser field, the tunneling current oscillates rapidly with time at low temperature. The duration of the oscillations is related to the temperature. By adjusting the phase difference of the two light-beams, the oscillation frequency can be modulated.     

GaAlAs/GaAs单量子阱列阵半导体激光器

分析了影响列阵半导体激光器输出功率的因素。利用分子束外延生长方法生长出ＧａＡＩＡＳ／ＧａＡｓ梯度折射率分别限制单量子阱材料（ＣＲＩＮ－ＳＣＨ－ＳＱＷ）。利用该材料制作出的列阵半导体激光器室温连续输出功率可达１０ Ｗ,峰值波长为 ８０６～８０９ ｎｍ。     

Laser-field-induced magnon amplification in a magnetic semiconductor quantum well under an external magnetic field

The laser-field induced magnon amplification in a magnetic semiconductor quantum well under an external magnetic field was discussed, it is shown that when the laser frequency is near to the electron cyclotron frequency, no matter how weaker the laser field is, the magnon amplification always occurs. In case of fixed laser frequency, the optical absorption of magnons obeys the definite selection rule to the laser field strength. The rate of change of magnon occupation is calculated, and the amplification condition is given.     

多量子阱系统结构变化对共振隧穿的影响

通过求解薛定谔方程得到由N个矩形势垒构成的量子阱系统的传输矩阵和电子透射系数的精确解,研究了多量子阱系统中势垒宽度、势阱宽度和势阱个数对电子共振隧穿的影响．数值分析表明,对于中间垒宽为两侧垒宽之和的对称多量子阱,阱宽的增加引起共振峰向能量低的方向移动,共振峰个数增加;势阱个数增加不影响共振峰个数及其位置,但可以获得透射比更大、更尖锐的共振峰．     

按比例缩小器件栅隧穿电流分析模型

为了揭示半导体器件的栅隧穿电流与氧化层厚度之间的关系和MOS器件的静态特性,提出了一个栅隧穿电流与氧化层厚度关系的理论计算模型.采用SiO₂作为绝缘层介质并将晶体管尺寸按比例缩小,对于具有超薄氧化层的MOS器件,使用双重积分的方法构造计算模型,利用HSPICE对MOS器件的特性进行了详细研究,定量分析了MOS器件的工作情况,预测了在栅隧穿电流的影响下按比例缩小晶体管的特性变化趋势.利用BSIM4模型进行仿真的结果与所提出的理论模型相符合,为将来的电路设计提供了理论和实验依据.     

聚合物电致发光器件的电流限制机制

以共轭聚合物聚(2-甲氧基-5-(2′-乙基-己氧基)-1,4-对苯乙炔)为发光材料制备复合阴极结构（LiF/Al）的聚合物电致发光器件.针对不同发光层厚度和阴极修饰层厚度的器件进行电流-电压测试,研究引起器件电流限制的机制.结果表明,单金属阴极器件的电流特性为载流子输运体限制机制；当阴极修饰层（LiF）厚度为2 nm左右时,电流特性以载流子注入限制为主；而当阴极修饰层为其他厚度时,2种限制机制同时存在.对具有不同阴极修饰层厚度的器件的电流-电压特性提出理论模型,模拟结果与试验数据较为符合.     

980nm InGaAs应变量子阱激光器和掺铒光纤放大器用泵浦源

利用分子束外延技术研制出了高质量ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱材料及量子阱激光器，在室温和１０Ｋ温度下，应变量子阱材料的光荧光峰值半宽分别为３２ｍｅＶ和２．４ｍｅＶ，宽接触激光器的阈值电流密度低达１４０Ａ／ｃｍ￣２。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０．８Ｗ／Ａ，线性输出功率大于１２０ｍｗ，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４０ｍＷ下，中心发射波长在９７７ｎｍ，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泵浦源。     

分别限制量子阱激光器的载流子限制特性及漏电流

本文在数值求解分别限制量子阶激光器的光增益及阈值电流密度的基础上，计算和分析了漂移和扩散两种机制引起的漏电流对半导体激光器阅值电流密度的影响讨论了激光器的结构参数与漏电流的关系。计算结果和实验值进行了比较。     

垂直腔面发射激光器的新结构设计

设计了一种新结构垂直腔面发射激光器(VCSEL),即采用环形分布孔结构取代以往的环形沟槽结构。由于环形分布孔间形成多个桥,为电注入提供了天然的桥状通道,很好的解决了电极过沟断线问题。并且器件表现了很好的输出特性,这种新结构器件的输出功率约为以往结构器件的1.34倍。     

隧穿电流影响下的小尺寸电路设计

对于具有超薄的氧化层的小尺寸MOSFET器件,静态栅隧穿漏电流的存在严重地影响了器件的正常工作,基于新型应变硅材料所构成的MOSFET器件也存在同样的问题。为了说明漏电流对新型器件性能的影响,利用双重积分方法提出了小尺寸应变硅MOSFET栅隧穿电流理论预测模型,并在此基础上,基于BSIM4模型使用HSPICE仿真工具进行了仔细的研究,定量分析了在不同栅压、栅氧化层厚度下,MOSFET器件、CMOS电路的性能。仿真结果能很好地与理论分析相符合,这些理论和实验数据将有助于以后的集成电路设计。     

基于二进制遍历法的负序电流治理装置研究

电网三相电流不平衡是一种普遍存在的现象.通过对称分量法,可以将任意三相不平衡电流分解为正序电流、负序电流和零序电流.负序电流过大将会导致电网的电能损失,甚至引起继电保护装置误动作,给电网的安全运行带来隐患.提出了一种负序电流治理装置,通过二进制遍历法控制电容器的投切,以达到治理负序电流的效果.     

地铁迷流测量与典型数据分析

本文通过分析地铁述流与地铁过渡电阻之间的关系，介绍了地铁迷流的测量方法，并根据已测得的地铁电位分布，对地铁典型区域的目前状况进行分析。     

工频暂态电流测量装置的研制

利用高精度电流互感器、电流快速变送器和单片机测量系统相结合，构成了工频暂态电流测量装置的方案，并给出了硬件电路框图和软件程序功能，结果表明，本测量装置的测量结果与理论值比较，误差在1％以内。     

锁相半导体激光器列阵

本文叙述了锁相半导体激光器列阵的工作原理。用耦合模分析的方法给出了远场分布计算公式,以及十条型锁相激光器列阵可能存在的远场分布。分析了双瓣远场和大功率输出的原因。     

漏电流对量子点导纳谱分析结果的影响及修正

采用导纳谱对SiGe双层量子点进行测试,通过对测试数据分别进行多频和单频处理,发现两者获得的激活能存在差别,原因主要来自衬底肖特基势垒或是缺陷、杂质等漏电流产生的附加电导．因此,对量子点样品的衬底材料P型si进行导纳谱测试,从理论上分析和给出其电导的具体形式,并给出具体参数α作为判断附加电导影响大小的依据．对量子点样品的导纳谱测试结果进行修正,在总电导上减去附加电导,使单频和多频的处理结果完全一致,从而得到更加准确的结果．     

Spiro发光双层结构有机电致发光器件

为了研究简单结构有机电致发光器件的发光性能,采用PEDOT∶PSS作为空穴输运层,Spiro作为电子输运层和发光层,以金属Ba覆盖以金属Al作阴极,制备双层结构有机电致发光器件,得到性能稳定的蓝色发光。测量器件的电流密度-电压特性、发光亮度-电压特性和电致发光谱,计算了器件的外量子效率。结果表明,器件电流以陷阱电荷限制电流为主,最大发光亮度为3544cd/m2,最大外量子效率达2.40%。     

Spiro发光双层结构有机电致发光器件

为了研究简单结构有机电致发光器件的发光性能,采用PEDOT：PSS作为空穴输运层,Spire作为电子输运层和发光层,以金属Ba覆盖以金属AI作阴极,制备双层结构有机电致发光器件,得到性能稳定的蓝色发光。测量器件的电流密度-电压特性、发光亮度-电压特性和电致发光谱,计算了器件的外量子效率。结果表明,器件电流以陷阱电荷限制电流为主,最大发光亮度为3544cd/m2,最大外量子效率达2．40％。