分布反馈量子级联激光器的光栅制备

利用全息曝光方法制备了分布反馈量子级联激光器的光栅掩模,选择和发展了恰当的用于InGaAs/InP材料的光栅腐蚀优化工艺,得到腐蚀规律,讨论了腐蚀机制。在量子级联激光器的InGaAs/InP层上制备光栅得到分布反馈量子级联激光器,其单模特性较好,信噪比大于30dB。     

用分子束外延制备红外锑化物激光器和探测器材料

用固态源分子束外延方法,在GaSb衬底上成功地生长出四元系Ⅲ-V族锑化物单层、多量子阱和激光器、探测器结构材料、并用这些材料制备了2μm波段室温准连续脊波导AlGaAsSb/InGaAsSb多量子阱。     

优化的氮化物结构使Si发光

Si材料目前还不能制备出激光器和光电IC。而这种IC对于解决IC中的数字传输瓶颈以及降低“光纤入户”的开发成本都至关重要。为将激光器融入si器件中，多年来许多研究部门作了不懈努力。例如在Si衬底上生长GaAs和InP，但一直未能很好解决外延材料中的高密度失配位错问题，使这样的材料系统无法制出实用的激光器。为此曾出现了两个解决办法：用掺铒Si和低维si系统，后者有多孔Si、纳米Si晶体和Si纳米柱以及特种Si界面结构，     

半密封直拉法生长6英寸磷化铟单晶热场研究（英文）

磷化铟(InP)是一种重要的化合物半导体材料。InP由于性能优异,在高频电子器件及红外光电器件领域的应用日趋增多。目前,磷化铟器件的价格远高于砷化镓器件,其主要原因是磷化铟单晶成品率低,以及晶圆尺寸较小造成外延和器件工艺成本居高不下。增大InP单晶的直径对降低晶圆及半导体工艺成本至关重要。制备大尺寸InP单晶的主要难点是提高晶体的成品率和降低晶体的应力。目前行业内通常使用垂直梯度凝固(Verticalgradient freeze, VGF)法和液封直拉(Liquid Encapsulated Czochralski, LEC)法制备InP。VGF法在制备6英寸(15.24 cm)InP方面鲜有建树, LEC法制备的晶体往往具有更高的应力和位错密度。本研究展示了半密封直拉(Semi-Sealed Czochralski,SSC)法在生长大直径化合物半导体材料方面的优势,采用数值模拟方法分析了LEC法和SSC法中熔体、晶体、氧化硼和气氛中的温度分布,重点分析了SSC技术的温度分布。模拟结果中, SSC法晶体中的温度梯度为17.4 K/cm,明显低于LEC法中的温度梯度28.7 K/cm。...     

用于泵浦固体激光器的大功率半导体激光材料及器件实用化研究

本课题采用分子束外延技术,生长高质量的大功率半导体激光器材料,并制备高性能的大功率半导体激光器器件,提供给八六三项目的其它课题,制做大功率半导体激光光纤耦合模块,为全固态绿、蓝光激光器系统提供高性能的泵浦源。 经过近5年的研究,在大功率半导体激光器材料生长和器件制备方面取得了很大进展。(1)研制出的808nm,大功率量子阱激光器材料阈值电流密度低(300～400A/cm~2),发光波长准确(808.7±3.0nm)均匀性比较高。(2)用它制备的808nm大功率量     

InAs(1-y)P_y固溶体的制备和应用

采用LEC方法,以In As和InP多晶为原料,研制出Y=0.17-0.21的InAs_(1-y)P_y固溶体。在室温时材料的载流子浓度为2～9×10~(16)/厘米~3,电子迁移率大于1×10~4厘米~2/伏秒。实验证明:选择适当小的生长速度并轻掺碲,对提高材料质量和元件性能是重要的。用该材料研制的YH-1型霍尔元件,其主要参数均达到实用要求。     

室温辐射探测器用碲锌镉晶体的退火改性研究进展

碲锌镉(CdZnTe)作为一种重要的Ⅱ-VI族化合物半导体,因其具备优异的光电性能,成为制备室温辐射探测器的理想材料.但生长态的CdZnTe晶体中不可避免地会引入Cd空位、沉淀/夹杂相、杂质和位错等缺陷,严重影响了所制备器件的质量和光电性能.因此,需对生长态晶体进行退火改性处理以提高晶体的质量.本文分析了CdZnTe材...     

气态源分子束外延1.3μm VCSEL器件结构

采用气态源分子束外延(GSMBE)技术在InP(100)衬底上生长了InAsP／InGaAsP应变补偿量子阱为有源层和InP／InGaAsP分布布拉格反射镜(DBR)为上、下腔镜的垂直腔面发射激光器(VCSEL)结构。通过湿法刻蚀和聚酰亚胺隔离工艺制作出了1．3μ VCSEL，器件在室温下可连续单模激射，阈值电流约为4mA。实验测得的VCSEL结构反射光谱包括高反射带和腔模等参数与传递矩阵法拟合的反射光谱相符合；边发射电致发光谱的增益峰与腔模位置一致。     

离子注入在1.3μm面发射激光器结构中的应用

研究了H 离子注入对InP材料和1.3μm面发射激光器结构的电学、光学性能的影响.当离子注入后InP表面电学特性退化,在300℃以上退火后,材料表面回复较好,H 离子注入区电阻率约为InP体材料的104倍.接着,将离子注入工艺应用于1.3μm面发射激光器结构电流限制孔径的制作,通过比较电学特性得出450℃的最佳退火温度,并发现高温退火后电致发光强度增强.     

SiNx薄膜的性质及其在开管扩Zn中的应用

采用PECVD方法制备了SiNx薄膜,用椭偏测厚仪、红外光谱仪和俄歇能谱仪研究了SiNx薄膜的性质.测试结果表明,SiNx薄膜的折射率随SiH4流量增加不断增大,当SiH4/NH3为38/8时,沉积SiNx薄膜的折射率为1.93,对应的Si/N比约为0.75.FTIR测试结果表明,随着SiH4/NH3流量的增加,N-H含量降低,Si-H含量升高,当SiH4/NH3为38/8时,SiNx薄膜的H含量最少.通过优化沉积条件和层厚度,将SiNx薄膜应用于InP材料的开管扩Zn中,并成功制备了平面结构的InP/InGaAs PIN探测器.     

固相与液相法制备磷酸铁锂的对比实验研究

用固相法和液相法分别制备了LiFePO4正极材料,对材料进行了XRD、SEM、交流阻抗和振实密度的测试.结果表明,固相法和液相法制备的材料都是单一橄榄石结构,其振实密度分别是1.25g/cm3和1.58g/cm3;在室温0.1C下材料的首次放电比容量分别是134.2mAh/g和147.5mAh/g,经过100次循环后,其容量保持率分别为86.8%和94.0%.     

气态源分子束外延生长重碳掺杂p型InGaAs研究

采用气态源分子束外延(GSMBE)技术,以四溴化碳(CBr4)作为碳杂质源,系统研究了InP衬底上碳掺杂p型InGaAs材料的外延生长及其特性,在AsH3压力5.33×104Pa,生长温度500℃条件下获得了空穴浓度高达1×1020/cm3、室温迁移率为45cm2/Vs的重碳掺杂p型In0.53Ga0.47As材料。研究了CBr4和AsH3束流强度以及生长温度等生长条件对碳掺杂InGaAs外延层组份、空穴浓度和迁移率的影响,并对不同生长条件下的氢钝化效应进行了分析。     

940nm高功率列阵半导体激光器

利用分子束外延生长方法生长出ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱材料。利用该材料制作出的应变量子阱列阵半导体激光器准连续（５００μｓ,１００Ｈｚ）输出功率达到２７Ｗ（室温）,峰值波长为９３９￣９４１ｎｍ,并分析了影响列阵半导体激光器输出功率的因素。     

1.52um InGaAsP／InP分别限制量子阱激光器

报导了在６００℃生长温度下以三甲基镓（ＴＭＧａ）和三甲基铟（ＴＭＩｎ）为Ⅲ族源，用低压金属有机气相沉积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）技术生长出的高质量１．６０ｕｍ和１．３ｕｍ ＩｎＧａＡｓＰ材料，以及在其分别限制量子阱结构生长的情况下，用质子轰击方法制得的条形结构量子阱激光器。该激光器在室温下直流阈值电流为１００ｍＡ。     

1．52μmInGaAsP／InP分别限制量子阱激光器

报导了在６００℃生长温度下以三甲基镓（ＴＭＧａ）和三甲基铟（ＴＭＩｎ）为Ⅲ族源，用低压金属有机气相沉积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）技术生长出的高质量１．６０μｍ和１．３μｍＩｎＧａＡｓＰ材料，以及在其分别限制量子讲结构生长的情况下，用质子轰击方法制得的条形结构量子阱激光器。该激光器在室温下直流阈值电流为１００ｍＡ。     

高质量的AlGaN外延结构和UVC垂直腔面发射激光器的实现（英文）

AlGaN基垂直腔面发射激光器(VCSEL)因其优越的材料性质和器件优点吸引了很多关注.然而,由于材料外延生长和器件制备工艺的局限,AlGaN基VCSEL制备很困难.本工作通过侧向外延生长技术制备了高质量的AlGaN多量子阱(MQWs)结构的外延片,并通过X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)实验对外延片进行了分析.XRD测量显示,外延片中的AlN模板层几乎是弛豫的,刃位错密度为10⁹ cm^-2.随后,生长的AlGaN/AlN超晶格(SL)层被用来减少刃位错密度,使得量子阱中的位错密度为10⁸ cm^-2.根据PL测试结果,MQWs的内量子效率(IQE)为62%,且在室温下的发光以辐射复合为主.通过激光剥离(LLO)和化学机械抛光(CMP)技术,将这些外延片制备成UVC VCSEL.经过这些工艺,MQWs的晶体质量没有受到影响,还在抛光之后的表面观察到了UVC波段的受激辐射.这些AlGaN基UVC VCSEL在275.91,276.28和277.64 nm实现了激射,最小激射阈值为0.79 MW cm...     

液封直拉技术及其应用

一、前言目前,工业及科学技术上所使用的人工单晶材料近200种,其中80％是由熔体生长的;直拉法(亦称提拉法,引上法,立拉法等)则是熔体生长中使用最为广泛的一种方法。比如,英国皇家雷达研究中心实验室用直拉法制备的材料就有100多种。从熔体中用直拉法生长晶体是波兰人Czochralski于1918年提出的。因此又通称为CZ法,Czochralski用这个方法制备了Sn、Pb等低熔点金属单晶。1950年Teal和Littele用这个方法制备成功Ge、Si单晶。目前,重要的电子材料Si单晶有75％是用CZ法生长的。近20年来随着电子工业,激     

一维纳米结构氧化锌材料的气相沉积制备及生长特性研究

ZnO是一种可用于室温或更高温度下的紫外发光材料,纳米结构的ZnO(如单晶薄膜、纳米粒子膜、纳米线和纳米带等)则更是在紫外激光发射领域显示了独到的优势,被认为是有望构造短波长半导体激光器的理想材料.本文对一维ZnO纳米结构(纳米线、纳米管和纳米带)的真空物理气相沉积制备技术及生长机理进行了初步探讨.     

高岭土插层杂化材料的导电性研究

采用液相插层法，分别制备了高岭土/二甲基亚砜(K-DMSO)和高岭土/醋酸钾(K-KAc)插层杂化材料。探究了插层时间以及高岭土在反应混合物中的质量分数对杂化材料插层率的影响。通过交流阻抗法对杂化材料的电导率进行测定。结果表明：K-KAc插层杂化材料具有较好的导电性，在湿度为100%时，K-DMSO在室温下的电导率即可达到10^-3S/cm以上。     

制备工艺对InP/SiO2纳米膜性能的影响

应用射频磁控共溅射方法,分别在InP薄片与磁控靶底座紧接触（方法1）和InP薄片放在石英靶表面（方法2）两种情况下制备了InP/SiO2复合薄膜,并分别在高纯H2中和在P气氛中对薄膜进行了热处理。X射线光电子能谱表明,对于用方法1制备的复合膜,其SiO2中的氧缺位、P和In的氧化物的含量都比用方法2的少得多。X射线和卢瑟福背散射实验结果表明,在P气氛下的高温（520℃）热处理,可以彻底地消除这些氧缺位和氧化物而得到符合化学计量的InP/SiO2纳米颗粒复合薄膜。复合薄膜的光致发光特性与制备工艺密切相关。较详细地阐述了俘获态对光致发光影响的机理。