空间有序的量子点超晶格的红外吸收

利用分子束外延技术,在高温下(540℃)生长了具有三维空间有序的自组织InGaAs/GaAs量子点超晶格结构,利用傅里叶变换红外光谱仪测量到了明显的垂直人射吸收峰,中心响应波长在11μm.作为对比,在低温下(480℃)生长了相同的结构,傅里叶变换红外光谱几乎没有测量到明显的垂直入射吸收峰.高分辨率X射线双晶衍射测量表明高温生长的量子点超晶格具有更好的晶体质量,原子力显微镜测量表明在高温540℃下生长的量子点具有明显的横向有序;而在低温480℃下生长的量子点并没有显示出横向有序.在进行垂直入射的吸收测量时,为了扣除量子点超晶格的周期结构带来的干涉效应,提出使用生长条件完全相同但量子点区没有掺杂的样品作为背景,提高了测量的准确性及分辨率.结果表明空间有序的量子点超晶格结构比空间无序的量子点超晶格更适宜作红外探测器结构.     

InGaAs／GaAs垂直对准量子点超晶格的正入射红外吸收

利用分子束外延技术，生长了３０周期的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子点超晶格，透射电镜表明各层量子点沿生长方向呈现很好的垂直对准，红外吸收测试观察以明显的垂直入射红外吸收，吸收范围为８．５～１０．４μｍ之间，峰值波长为９．９μｍ第一次实现了响应８～１２μｍ大气窗口的量子点的垂直入射红外吸收，这一结果预示了量子点超晶格结构在红外探测领域的潜在应用。     

InGaAs/GaAs量子点红外探测器

与量子阱红外探测器相比,量子点红外探测器具有不制作表面光栅就能在垂直入射红外光照射下工作以及工作温度更高等优势。然而,目前阻碍量子点红外探测器性能提高的技术瓶颈主要来自组装量子点较差的大小均匀性、较低的量子点密度以及垂直入射下子带跃迁吸收效率低等原因。利用分子束外延技术研究了如何从量子点材料生长和器件设计两方面来克服这些困难,并且制作了几种不同结构的InGaAs/GaAs量子点红外探测器。 在77 K时,这些器件在垂直入射条件下观察到了很强的光电流信号。     

分子束外延GaAs／AlGaAs超晶格缓冲层量子阱材料的研究

采用分子束外延技术生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱得多量子阱材料。采用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超晶格缓冲层掩埋衬底缺陷，获得的量子阱结构材料被成功地用于制作量子阱激光器。波长为７７８ｎｍ的激光器，最低阈值电流为３０ｍＡ，室温下线性光功率大于２０ｍＷ。     

超晶格雪崩光电二极管

报道了超晶格雪崩光电二极管的工作原理,结构,特性及其制造工艺。     

MBE InGaAs/GaAs量子点及其红外吸收波长调制

利用分子束外延枝术,自组织生长了具有正入射红外吸收特性的InGaAs/GaAs量子点超晶格结构.通过改变结构参数和生长参数,可改变量子点的形状、尺寸和调制其红外吸收波长,用于研制8～12μm大气窗口的红外探测器.观测发现随着量子点超晶格结构的InGaAs层厚度增加,其红外吸收峰蓝移,用量子点间的耦合作用随InGaAs层的厚度的增加而增强的观点对其机理给予解释.     

MBE InGaAs/GaAs量子点及其红外吸收波长调制

利用分子束外延枝术,自组织生长了具有正入射红外吸收特性的InGaAs/GaAs量子点超晶格结构.通过改变结构参数和生长参数,可改变量子点的形状、尺寸和调制其红外吸收波长,用于研制8～12μm大气窗口的红外探测器.观测发现随着量子点超晶格结构的InGaAs层厚度增加,其红外吸收峰蓝移,用量子点间的耦合作用随InGaAs层的厚度的增加而增强的观点对其机理给予解释.     

超晶格雪崩光电二极管

报道了超晶格雪崩光电二极管的工作原理、结构、特性及其制造工艺。     

分子束外延生长晶格匹配HgSe／ZnTe超晶格

提出并生长了晶格匹配的ＨｇＳｅ／ＺｎＴｅ超晶格系统，红外透射测试表明其禁带宽度落在红外波段的能量范围，将Ｚｈｕ的关于ＺｎＳｅ ＭＢＥ生长模型加以推广，讨论了生长温度和束流条件对ＨｇＳｅ ＭＢＥ生长的影响，并用分子束外延方法在１６０～１８０℃下生长了ＨｇＳｅ单晶薄膜。     

Optical Properties of MQW Optical Waveguides in Electroabsorption MQW Modulator

ＯｐｔｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＭＱＷＯｐｔｉｃａｌＷａｖｅｇｕｉｄｅｓｉｎＥｌｅｃｔｒｏａｂｓｏｒｐｔｉｏｎＭＱＷＭｏｄｕｌａｔｏｒＹｉＺｈｏｕＹａｎｇＹｕＹｉｘｉｎＣｈｅｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ＆ＰｈｏｔｏｎｉｃｓＤｅｐａｒ...     

Realistic Detailed Balance Study of the Quantum Efficiency of Quantum Dot Solar Cells

An attractive but challenging technology for high efficiency solar energy conversion is the intermediate band solar cell (IBSC), whose theoretical efficiency limit is 63%, yet which has so far failed to yield high efficiencies in practice. The most advanced IBSC technology is that based on quantum dots (QDs): the QD‐IBSC. In this paper, k·p calculations of photon absorption in the QDs are combined with a multi‐level detailed balance model. The model has been used to reproduce the measured quantum efficiency of a real QD‐IBSC and its temperature dependence. This allows the analysis of individual sub‐bandgap transition currents, which has as yet not been possible experimentally, yielding a deeper understanding of the failure of current QD‐IBSCs. Based on the agreement with experimental data, the model is believed to be realistic enough to evaluate future QD‐IBSC proposals.     

超晶格和量子阱红外探测器研究进展

本文综述了超晶格和量子阱红外探测器的发展。文章简要地阐明了超晶格和量子阱的原理,详细地介绍了业已发展的各种超晶格和量子阱红外探测器的原理、结构和性能等。还介绍了几种最有希望用于探测器制造的超晶格材料。     

气源分子束外延生长的InAs/InP(100)量子点激光器

利用气源分子束外延(GSMBE)技术,在InP(100)衬底上生长InAs量子点激光器.有源区包含5层InAs量子点,每层量子点的平均尺寸是2.9 nm和76 nm,面密度在1010 cm-2左右,势垒层为InGaAsP.室温下量子点的光致发光中心波长在1.55 μm,发光峰半高宽为108 imeV.通过化学湿法腐蚀制备双沟道8μm宽脊条激光器,在20℃连续波工作模式下,腔长为0.7 mm的激光器的阈值电流为143 mA(2.5 kA/cm2),器件的激射中心波长在1.55 μm.由于量子点尺寸的非均匀性,在大电流注入,激光器的激射谱展宽.器件单端面最大输出功率为27 mW,功率斜率效率为130 mW/A.     

量子阱红外探测器及相关量子器件的研究进展

本文紧扣量子阱中电子跃迁特点,围绕量子阱红外探测器(QWIP)的器件物理和器件应用的研究,分析QWIP的主要物理性质和器件性能,阐述QWIP及QWIP相关器件国内外研究动态,判断其发展趋势和研究方向。     

量子点红外探测器的研究进展

量子点红外探测器（QDIP）在红外探测领域具有十分广阔的应用前景,同时由于QDIP的有效载流子寿命长、暗电流低、工作温度高、对垂直入射光响应等优势,近年来高性能QDIP已经成为研究的热点。文章首先简要介绍了QDIP的基本原理,然后重点介绍了目前国际上在提高QDIP性能方面的研究进展,分别从如何降低暗电流、实现多色探测、提高探测率等三个方面进行了讨论。     

InAs/GaAs多层堆垛量子点激光器的激射特性

利用固态源分子束外延技术，按S-K模式生长出五层堆垛InAs/GaAs量子点（QD）微结构材料. 用这种QD材料制成的激光器，内光学损耗为2.1cm-1，透明电流密度为15±10 A/cm2. 对于条宽100μm，腔长2.4mm的激光器（腔面未经镀膜处理），室温下基态激射的波长为108μm，阈值电流密度为144A/cm2，连续波光功率输出达2.67W（双面），外量子效率为63%，特征温度为320K. 研究了QD激光器翟激射特性，并对结果作了讨论.     

电场对抛物量子点中电子基态跃迁速率的影响

在外电场的作用下,同时抛物量子点中电子-声子强耦合的条件下,由于电子-声子的相互作用和外界温度的影响,使电子在基态吸收一个声子的能量跃迁到激发态。采用Pekar变分方法,讨论电子的基态能量、外电场、量子点的受限长度、电子-声子耦合强度和外界温度对电子跃迁速率的影响。结果表明,外界温度对电子跃迁速率的影响起主导作用,在确定的温度下,电子的基态能量越大跃迁速率越小。同时,电子跃迁速率随着电子-声子耦合强度的增加而变大,随着外电场、量子点的受限长度的增大,电子跃迁速率先减小后变大。     

应变补偿InGaAs/InAlAs量子级联激光器

利用应变补偿的方法研制出激射波长 λ≈ 3.5— 3.7μm的量子级联激光器 .条宽 2 0 μm,腔长 1 .6mm的 Inx Ga1- x As/Iny Al1- y As量子级联激光器已实现室温准连续激射 .在最大输出功率处的准连续激射可持续 30 min以上 .