新型GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器暗电流特性

对基于 Ga As/ Al Ga As系子带间吸收的一种新型量子阱红外探测器 ,采用 Poisson方程和 Schrodinger方程 ,计算了新器件结构的能带结构、电子分布特性 ,在此基础上采用热离子发射、热辅助遂穿模型对器件的暗电流特性进行了模拟 ,计算结果与器件实测的暗电流特性吻合得很好 ,说明热离子发射、热辅助遂穿机制是形成器件暗电流的主要构成机制 ,增加垒高、降低阱中掺杂浓度及降低工作温度是抑制器件暗电流的主要途径 ,计算结果对进一步优化器件的设计将起到重要的理论指导作用 .     

MOVCD生长GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器暗电流特性研究

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长了GaAs/AlGaAs量子阱材料,分别制备了300μm×300μm台面,峰值波长8.5μm,外电极压焊点面积80μm×80μm,内电极压焊点面积20μm×20μm的单元测试样品。用变温液氦制冷机测试系统对两个样品进行50～300K的变温测试,分析了器件在不同偏压条件下的暗电流特性。发现该量子阱红外探测器的背景限温度为50K。不同生长次序中GaAs与AlGaAs界面的不对称性,以及掺杂元素的扩散导致了正负偏压下的I/V曲线呈不对成性。探测器电极压焊点面积大小与位置的不同对暗电流有一定的影响。     

新型GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器暗电流特性

对基于GaAs/AlGaAs系子带间吸收的一种新型量子阱红外探测器,采用Poisson方程和Schrodinger方程,计算了新器件结构的能带结构、电子分布特性,在此基础上采用热离子发射、热辅助遂穿模型对器件的暗电流特性进行了模拟,计算结果与器件实测的暗电流特性吻合得很好,说明热离子发射、热辅助遂穿机制是形成器件暗电流的主要构成机制,增加垒高、降低阱中掺杂浓度及降低工作温度是抑制器件暗电流的主要途径,计算结果对进一步优化器件的设计将起到重要的理论指导作用．     

高灵敏度低暗电流GaAs量子阱红外探测器

本文报道我们研制的高灵敏度、低暗电流的ＧａＡｓ量子阱长波长红外探测器的制备和性能．探测器具有５０个ＧａＡｓ量子阱和Ａｌ０．２８Ｇａ０．７２Ａｓ势垒，器件制成直径为３２０μｍ的台面型式单管．探测器的主要性能──响应率和探测率与偏置电流和工作温度关系很大．通过材料结构的精心设计和器件工艺的改进使探测器的性能进一步提高：探测峰值波长为９．２μｍ，工作温度为７７Ｋ时，峰值电压响应率为９．７e５Ｖ／Ｗ，峰值探测率超过１e１１ｃｍ·／Ｈｚ／Ｗ，暗电流小于０．１μＡ．     

GaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器的特性研究

测量了GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的伏安特性I_b(T_D,V_b)、黑体光响应电压V_S(T_D,T_B,V_b)和噪声电压V_N(T_D,V_b),由此获得器件的黑体电压响应率R_(VB)(T_D,V_b)和探测率D_B~*(T_D,V_b)并用Lorentz光响应线形对V_S(T_D,T_B,V_b)拟合给出器件的光电流谱的峰值波长λ_P和半峰宽λ_w。     

10μm GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器研究

采用量子阱中唯一束缚态到扩展态间的光吸收,研制成中心波长10μm的探测器。本文给出了器件性能测试结果,并讨论了存在的主要问题。     

GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的量子阱参数设计

量子阱参数如势阱宽度、势垒高度和阱中的掺杂浓度决定了阱中的能级分布及光学吸收,它和量子阱红外探测器(QWIP)的响应波长、暗电流、响应率、探测率等特性参数密切相关.为了使设计的QWIP达到预期的各种性能指标,对其各参量进行了精心设计.运用量子阱的第一激发态与势垒的高度接近时产生共振效应,进行了量子阱的优化设计,得出垒高和阱宽的关系.另外,根据器件光谱响应的要求,利用传输矩阵法计算出相应的量子阱参数.此设计方法在GaAs/AlGaAs长波-长波双色QWIP中得到了较好的验证.     

GaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器材料研究

本文报道ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱长波长红外探测器材料的制备及其性能．这种材料由ＧａＡｓ阱和ＡｌＧａＡｓ势垒组成，除内ｎ型掺杂，具有５０个周期．利用分子束外延技术成功地生长出了大面积（２英寸）均匀（厚度△ｔ＿ｍａｘ／≤３％，组分△　ｘ＿ｍａｘ／ｘ≤３．４％，掺杂浓度△ｎｍａｘ／ｎ≤３％，椭圆缺陷≤３００ｃｍ－２）的外延材料．分析了暗电流的成因，通过加厚势垒（Ｌｂ≥３００）、控制掺杂（ｎ≤１×１０￣１８ｃｍ￣３）、精确设计子带结构，将暗电流降低了几个数量级，同时使电子的输运得到了改善．由此得到了高质量的     

GaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器的光电流谱

测量了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱红外探测器在零偏压、小偏流和大偏压等条件下的光电流谱，并结合理论计算的光跃迁能量讨论了光电流谱的多峰结构和异常增强特性。     

GaAs／AlGaAs多量子阱二维面阵红外探测器

本文报道１０×１６元二维面阵ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱红外探测器的研究进展．通过表面光栅耦合，采用垂直入射的工作模式，在Ｔ＝８０Ｋ时探测率为２．９e１０ｃｍ·Ｈｚ（１／２）／Ｗ，电压响应率为１．３e４Ｖ／Ｗ．各测试单元间探测率和电压响应率的偏差小于１８％，串音小于０．４５％，在最大探测率偏置条件下，器件的暗电流密度为６．２e－）Ａ／ｃｍ２．     

基于MOCVD技术的长波AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器

采用n型掺杂背面入射AlGaAs/GaAs量子阱结构,用MOCVD外延生长和GaAs集成电路工艺,设计制作了大面积AlGaAs/GaAs QWIP单元测试器件和128×128、128×160、256×256 AlGaAs/GaAs QWIP焦平面探测器阵列。 用液氮温度下的暗电流和傅里叶红外响应光谱对单元测试器件进行了评估,针对不同材料结构,实现了9 μm和10.9 μm的截止波长; 黑体探测率最高达到2.6×109 cm·Hz1/ 2·W-1 。 将128×128 AlGaAs/GaAs QWIP阵列芯片与CMOS读出电路芯片倒装焊互连,成功演示了室温环境下目 标的红外热成像;并进一步讨论了提高QWIP组件成像质量的途径。     

AlGaAs/GaAs 三角形量子势阱与方形量子阱的界面粗糙散射的比较

We have theoretically studied the mobility limited by interface roughness scattering on two-dimensional electrons gas（2DEG） at a single heterointerface（triangle-shaped quantum well）.Our results indicate that,like the interface roughness scattering in a square quantum well,the roughness scattering at the Al_xGa_1-xAs/GaAs heterointerface can be characterized by parameters of roughness height A and lateral A,and in addition by electric field F.A comparison of two mobilities limited by the interface roughness scattering between the present result and a square well in the same condition is given.     

AlGaAs/GaAs quantum well infrared photodetector focal plane array based on MOCVD technology

128 × 128, 128 × 160 and 256 × 256 AlGaAs/ GaAs quantum well infrared photodetector (QWIP) focal plane arrays (FPA) as well as a large area test device are designed and fabricated. The device with n-doped back-illuminated AIGaAs/GaAs quantum structure is achieved by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) epitaxial growth and GaAs integrated circuit processing technology. The test device is valued by its dark current performance and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra at 77 K. Cut off wavelengths of 9 and 10.9 μm are realized by using different epitaxial structures. The blackbody detectivity DB* is as high as 2.6 × 109 cm· Hz1/2·W-1. The 128 × 128 FPA is flip-chip bonded on a CMOS readout integrated circuit with indium (In) bumps. The infrared thermal images of some targets under room temperature background have been successfully demonstrated at 80 K operating temperature. In addition, the methods to further improve the image quality are discussed.     

A revised ideal model for AlGaAs/GaAs quantum well solar cells

Quantum well solar cells (QWSCs) are heterostructure devices intended to achieve higher efficiencies than conventional cells. This paper extends a previous model for QWSC current-voltage characteristics by revising the equations for the absorbed flux and by introducing expressions to calculate radiative recombination coefficients and well effective densities-of-states. This revised model is in agreement with previous experimental results for AlGaAs/GaAs. Since the revised model incorporates detailed balance calculations, its predictions are consistent with the efficiency restrictions of this theory. The revised model, however, does predict efficiency enhancements for QWSCs in some configurations if non-radiative recombination is dominant, even in such a poor QWSC material as AlGaAs/GaAs.     

GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetector with low noise

A novel kind of multi-quantum well infrared photodetector（QWlP） is presented. In the new structure device,a p-type contact layer has been grown on the top of the conventional structure of QWlP,then a small tunneling current is instead of the large compensatory current,which made the device low dark current and low noise characteristics. The measured result of dark current is consistent with the calculated result, and the noise of the new structure QWIP is decreased to one third of the conventional QWlP.     

单模GaAs/AlGaAs短腔长量子级联激光器

通过缩短Fabry-Pérot腔量子级联激光器的腔长,得到了激射波长为11.4μm的单模GaAs/AlGaAs量子级联激光器。纵模间距与F-P腔腔长成反比,腔长为150μm的器件实现了稳定单模激射,在85K时边模抑制比达到19dB。     

准连续17 kW 808 nm GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵

高功率激光二极管列阵广泛应用于抽运固体激光器.报道了17 kW GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵的设计、制作过程和测试结果.为了提高器件的输出功率,一方面采用宽波导量子阱外延结构,降低腔面光功率密度,提高单个激光条的输出功率,通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法进行材料生长,经过光刻、金属化、镀膜等工艺制备1 cm激光条,填充密度为80%,单个激光条输出功率达100 W以上;另一方面器件采用高密度叠层封装结构,提高器件的总输出功率,实现了160个激光条叠层封装,条间距0.5 mm.经测试,器件输出功率达17kW,峰值波长为807.6 nm,谱线宽度为4.9 nm.     

单量子阱GaAs/AlGaAs半导体激光器

本文介绍了用分子束外延法制作的梯度折射率分别限制式单量子阱GaAs/AlGaAs半导体激光器。该器件具有较低的阈值电流密度和单模运转特性,连续输出功率可达55mw。     

GaAs/AlGaAs量子阱的输运特性

本文研究了低迁移率GaAs/AlGaAs量子阱的散射机制。由电导测量和Shubnikov de-Haas振荡曲线分别得到输运散射时间τ_0和弛豫时间τ_q(量子散射时间)。在GaAs/AlGaAs量子阱中,τ_0≈τ_q;而在调制掺杂的异质结中,τ_0》τ_q。用量子阱、异质结中起支配作用的散射机构不同很好地解释了实验结果。本文还研究了弱磁场下量子阱的负磁阻效应,这是磁场抑制了电子局域态的结果。