高性能GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器的研制

ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量了阱结构的红外探测器是近几年出现的一种新型红外探测器。本文对基基本原理作了介绍。并报导了最新研制成果；Ｄλ＝１．４２×１０＾１１ｃｍＨｚ１／２Ｗ＾－１＝Ｒλ＝２．３２×１０＾６Ｖ／Ｗ，峰值响应为８．５μｍ的高性能ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱红外探测器。     

具有宽带响应的GaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器

报道具有宽带响应的130元线列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时测得器件探测率的光谱响应曲线的半峰宽为4.3μm.在λ_p=9.5μm时的峰值探测率为4.89×10~9cmHz~(1/2)/W,电压响应率为2.89×10~4V/W.     

GaAs／AlGaAs双量子阱中量子相干特性的研究

研究了低温、平行磁场下两种ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ双量子阱的量子干涉特性．两种样品的阱宽均为６０，但挚垒层厚度不同，分别为１２０和２０．实验结果表明，样品的电导随磁场呈周期性振荡，振荡周期近似为ｈ／（ｅ·Ｓ），这一结果同Ａｈａｒｏｎｏｖ－Ｂｏｈｍ效应的理论值相吻合。我们也发现，薄势垒层样品比厚势垒层样品的电导振荡幅度更大一些．     

低阈值基横模脊形波导GaAs／AlGaAs单量子阱激光器

本文报道了脊形波导结构ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器的研究成果．我们采用湿法化学腐蚀方法，通过对器件结构参数的优化，制备了性能优越的脊形波导ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器，器件的阈值电流低于１０ｍＡ，最低值为７．３ｍＡ，而且实现了基横模工作，这是国内报道的该结构激光器的最好水平．     

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     

MBE生长高质量GaAs／AlGaAs量子阱激光器

我们利用分子束外延方法研制了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ缓交折射率分别限制（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ）单量子阱和双量子阱激光器．对腔长为６００μｍ的端面不镀膜的宽接触条型Ｆ－Ｐ腔激光器，阈值电流密度（平均值）分别为２９０Ａ／ｃｍ２和２４０Ａ／ｃｍ２．腔长在１２００μｍ的双量子阱激光器的阈电流密度低达１９０Ａ／ｃｍ２．对出光面和背面分别镀以增透膜和高反膜的宽接触条型（８０μｍ）．激光器，线性输出功率高达１．８２Ｗ；出光面的斜率效率达到１．０４Ｗ／Ａ；利用湿法化学腐蚀所制备的脊形波导结构单量子阱激光器阈值电流最低可达８ｍＡ     

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．     

GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器特性非对称性分析

在分子束外处生长量子阱材料过程中,分析了在不同的GaAs/AlGaAs异质结生长次序中Ga的解吸附速率不同和量子阱中掺杂的扩散造成量子阱结构的不对称,讨论了GaAs/AlGaAs最子红外探测器的性能参数相对于正负偏压的不对称性,并与金属有机化合物汽相沉淀法生长的最子阱材料和相应器件进行了比较,发现,采用分子束外延方法生长器件的不对称性更明显。     

GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器的发展及展望

本文较为详细的评述了GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器在国内外的发展动态,内容涉及单元探测器的国内外最新水平和研究焦点;新型器件如双色型、光伏型等的国内外最新发展动态,此外还评述了大面积焦平面列阵器件的进展。     

GaAs／AlGaAs多量子阱结构的热电子效应

采用低温荧光激发光谱研究了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱结构中热电子的驰豫过程，在ＰＬＥ谱中首次观察到ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱中ＬＯ声子的发射，用四能带Ｋａｎｅ模型计算了由轻、重空穴杂化效应引起的价带结构的畸变及其对声子发射谱的影响，实验和理论计算结果均表明、光激发热电子可以通过发射ＬＯ声子直接弛豫到激子态上，实现热电子的冷却。     

GaAs／AlGaAs分子束外延量子阱材料的研究

采用进口分子束外延设备生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱和多量子阱材料。在理论分析和实验总结的基础上，对材料结构进行了优化，增加了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超晶格缓冲层来进行缺陷抑制，并在外延时精确地控制生长，这样获得的量子阱材料通过Ｘ射线双晶衍射和Ｃ－Ｖ测量表明：得到的材料性能良，为新型光电器件的制作和进一步的材料研究打下了基础。     

InGaAs／AlGaAs单量子阱激光器低阈值激射

研制了InGaAs/AlGaAs SQW激光器,对其工作特性如阈值电流密度、激射波长、特征温度、远场分布等进行了研究. 用MOCVD方法生长制备了InGaAs/AlGaAs分别限制单量子阱结构材料,得出其各层组分和能带分布.首先在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层和AlGaAs波导层,然后生长窄能带的AlGaAs量子阱势垒层,再继续生长InGaAs量子阱有源区.其后继续生长AlGaAs势垒层、高Al组分AlGaAs波导层和GaAs高掺杂欧姆接触层.我们发现在低温范围里(160 K～220 K)阈值电流密度随温度升高而减小,与普通量子阱激光器正相反,表现出负的特征温度.随着温度进一步提高,阈值电流密度表现出指数式增大.300 K下腔长2000 μm的激光器最低的阈值电流密度约为200 A/cm2.(OD7)     

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。     

注入Ga离子的GaAs／AlGaAs量子阱中界面混合的光荧光研究

用注入Ｇａ离子ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱在快速热退火中大大加快了异质结界面的互扩散，表现在ＰＬ光谱中量子阱峰值能量有３０～９０ｍｅＶ的兰移．发现兰移大小同注入损伤程度、退火的温度及时间有关，并得到快速退火中的互扩散系数Ｄ约为１０－１５～１０－１７ｃｍ２／ｓ     

AlGaAs/GaAs量子阱探测器的吸收光谱研究

从定态Schrodinger方程出发,研究了不同Al组分和不同温度对宽量子阱红外探测器吸收光谱的影响。当体系的费米能级固定后,发现量子阱基态束缚能随着A1组分增长而变大,且相应的吸收光谱峰值趋于短波。环境温度对A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器的响应光谱影响不大。通过理论计算定量给出了A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器吸收光谱随量子阱阱宽、Al组分和温度变化的规律。     

InAlGaAs/GaAs量子阱的生长及其界面特性

本文研究了以ＩｎＡｌＧａＡｓ作垒层的ＩｎＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子阱的低压金属有机化合物化学汽相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）生长及其界面特性,发现在适当生长条件下可以解决ＩｎＧａＡｓ和ＡｌＧａＡｓ在生长温度范围不兼容的问题,得到了高质量的ＩｎＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子阱材料．同时用Ｘ光和低温光致发光（ＰＬ）谱研究了量子阱结构的界面特性,表明适当的界面生长中断不仅可以改善界面平整度,而且能改善垒层ＩｎＡｌＧａＡｓ的质量．     

GaAs/AlGaAs量子阱隧道电流的压力效应

本文使用单带双谷模型计算了通过AlGaAs势垒的隧道电流的压力系数.计算中考虑了能谷的非抛物线性,Г,X两个能谷的贡献以及电场的作用,说明了电流压力系数随电场增强而下降以及大压强下隧道电流对数偏离线性的实验现象.在此基础上进一步研究了加压GaAs/AlAs量子阱隧道电流中的Г-X混和效应.