异质谷间转移电子器件工作模式的研究

运用依赖能量的异质界面δ散射势和多能谷有效质量方程计算了 Ga As/Al As异质结构中的能带混合和电子隧穿共振。结合能带混合隧穿共振理论和 Monte Carlo模拟计算 ,编制异质谷间转移电子器件的模拟软件。用该软件模拟了器件的直流伏安特性和射频工作。由模拟结果与测量结果的对比中确定出δ散射势参数和隧穿时间。通过模拟发现了新的弛豫振荡模式。研究了弛豫振荡模的各种振荡特性 ,给出了器件的优化设计     

被动锁模掺钛蓝宝石激光的弛豫振荡

本文给出了被动锁模激光器的弛豫振荡速率方程,模拟计算显其激光输出的弛豫振荡特性。     

量子阱控制极和异质谷间转移电子三极管初探

介绍了能带混合量子阱中的多能谷混合和异质谷间转移电子效应。运用这一新物理效应设计制成了新的异质谷间转移电子器件。通过二级管的振荡和放大性能测试从实验上研究了能带混合量子阱的触发和控制功能。运用能带混合隧穿共振理论和Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ输运模拟分析了新器件的动态工作模式和量子阱控制极的控制功能。最后讨论了使用量子阱控制极的新控制功能来制作新的转移电子三极管的可能性。     

能带混合量子阱的触发功能和异质谷间转移电子放大器件的研究

运用MonteCarlo理论模拟、二极管除穿伏安特性、器件振荡性能和射频输入信号激励下的放大功能研究了异质谷间转移电子器件中能带混合量子阱的触发功能。理论和实验研究发现，当能带混合量子讲中没有产生足够的异质谷间转移电子效应时，即使有源层中加有足够的电场仍然不能产生振荡。异质谷间转移电子效应成为器件进行射频工作的必要条件。在适当设计的器件中，运用输入射频信号也能激励异质谷间转移电子效应而触发输出放大信号。应用这一原理研制成8mm波段工作的稳态放大器，解决了二极管稳态放大器中的自激振荡问题。最后讨论了利用能带混合量子讲的触发功能来制作新的三端器件和各类功能器件的可能性。     

GaAs/AlAs异质谷间转移电子器件动态工作模式的模拟研究

使用量子阱能带混合隧穿共振理论及MonteCarlo模拟方法计算了GaAs／AlAs异质谷间转移电子器件的静态和动态工作特性．发现有源层中的电场及Г、X和L三能谷的电子布居基本上可分为强场立能谷区和弱场耿氏区两部分．控制掺杂接日的浓度能调制这两区域的相对大小，控制两种谷间转移电子效应的相互作用，从而改变器件的静态和动态性能动态模拟给出了器件的新射频工作模式：上能谷电子区的宽度调制和低场耿氏区电场的上下浮动．运用这一工作模式解释了器件的各类新工作特性，并且提出了利用这种量子阶控制极来制作新的异质谷间转移电子三极管的可能性     

连续抽运情况下光纤激光器弛豫振荡特性研究

对连续抽运情况下光纤激光器的弛豫振荡特性进行了理论研究,根据速率方程理论,采用数值仿真方法,对不同抽运功率、腔损、谐振腔有源部分长度、谐振腔总长度等情况下的激光器输出的弛豫振荡进行了分析,仿真结果与实际测量值基本符合.采用光电负反馈的方法,抑制了弛豫振荡峰值约25dB,得到了优于-100dB的较为平坦的激光器噪声谱级,优异的低噪声特性使得该激光器在光学相干检测,光纤通信等领域具有很高的实用价值.     

泵浦带有弛豫振荡的固体激光器的弛豫振荡特性理论研究

对泵浦带有弛豫振荡的固体激光器的弛豫振荡特性进行了系统的理论研究，发现实际光子数的起伏同时具有自身固有的弛豫振荡频率和泵浦光的弛豫振荡频率两种分量．当两者的频率相近时，会呈现出共振加强现象．特别是当两个弛豫振荡的衰减率也相等的时候，共振现象极为强烈．PD反馈能够有效地抑制弛豫振荡．     

高稳定紧凑型内腔连续光参量振荡器

为了改善内腔连续光参量振荡器（IC-OPO）输出功率不稳定,弛豫振荡严重等问题,对IC-OPO进行了改进:（1）采用热透镜补偿设计,改善模式匹配;（2）使用光阑限模,抑制高阶模振荡;（3）在腔内加入KTP晶体,利用二次谐波产生（SHG）过程的非线性损耗抑制弛豫振荡。通过改进,获得了稳定的紧凑型2.2~4.2 m的可调谐连续波中红外光源。输出功率波动标准偏差（RMS）0.52%,峰值波动范围1.8%,光束质量因子M2=1.72,弛豫振荡得到有效抑制。当腔内不加入KTP晶体时,阈值（808 nm）仅为1.5 W。据笔者所知,该阈值为国内相关工作报道中的最低值。     

光纤激光器弛豫振荡特性研究

根据光纤激光器瞬态的速率方程,对F-P腔光纤激光器的瞬态输出特性进行了理论分析.采用数值计算方法对不同长度、不同腔面反射率、不同抽运功率下光纤激光器输出的弛豫振荡特性进行了模拟分析.结果表明弛豫振荡频率随光纤长度增加而减小,但是随抽运功率的变化很小.弛豫振荡幅度随抽运功率上升而增加,振荡的衰减时间随激光器腔镜的反射率的增加而上升,但是不随抽运功率变化.进行了975 nm抽运的Er/Yb共掺双包层光纤激光器的实验,实验表明理论分析得到的基本特性是合理的.     

异质谷间转移电子器件的Monte Carlo模拟研究

使用量子阱能带混合隧穿共振理论和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟计算研究了异质谷间转移电子器件中的双能谷电子注入、两种谷间转移电子的相互作用、有源层电场分布及异质结电压的触发功能．首次发现了ＧａＡｓ器件中的三能谷谷间电子转移．算得的二极管伏安特性和实验测量结果相吻合．用所得的电场结构图和三能谷电子分布图证明强场畴能直接在阴极端触发，消除了耿氏有源层中的死区．由此说明了器件振荡频率下降和振荡效率升高的特性．     

纳米结构器件材料结构参数的新测试方法

使用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法和器件振荡特性测试研究了异质谷间转移电子器件的直流隧穿特性和射频振荡性能与器件结构参数之间的关系．理论计算结果与实验数据间吻合得很好．在此基础上提出了通过电性能测试来分析器件结构参数的新方法．使用逐层化学腐蚀Ｃ－Ｖ测试测定了有源层的掺杂分布．通过低场电阻测量确定了量子阱的宽度．最后从器件振荡特性与ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟曲线的对照中得出了掺杂接口的浓度．由此建立了器件结构参数的一套完整的测试分析方法．使用这套测试监控方法,已成功地研制出ＭＢＥ和ＭＯＣＶＤ工艺的高效、大功率振     

强电场作用半导体非平衡载流子输运的瞬态特性研究

根据量子统计理论,结合材料的晶格结构和能带特点,研究了半导体材料电子态的微观结构及非平衡载流子的量子统计分布特性;分析了电子-声子相互作用的微观状态和弛豫过程,对强电场作用下非平衡载流子的分布函数、弛豫过程及输运过程的非线性特性和瞬态特性进行了研究,揭示出非平衡载流子的微观相互作用及瞬态输运机理.     

一种宽带速调管中高次模式振荡的抑制

该文描述了在一种S波段宽带速调管研制过程中出现的高次模式振荡现象,分析了抑制这种振荡的可能方式,提出了一种抑制这种振荡的方法。该方法通过改变谐振腔结构,在基本不影响基模频率的前提下,使高次模式频率产生较大的改变,从而使该高次模式的振荡得到抑制。利用Ansoft HFSS模拟设计软件,对谐振腔进行了改进设计并完成了相应的实验验证。利用改进设计的谐振腔,进行了速调管整管试验,有效地抑制了速调管中高次模式的振荡。     

InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

优化设计了既能实现较小垂直方向远场发散角,又能降低腔面光功率密度的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变层量子阱激光器,并计算了该结构激光器实现基横模工作的脊形波导结构参数。利用分子束外延生长了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器材料并研制出基横模输出功率大于１４０ｍＷ,激射波长为９８０ｎｍ的脊形波导应变量子阱激光器,其微分量子效率为０．８Ｗ／Ａ,垂直和平行结平面方向远场发散角分别为２８°和６．８°     

AlInN/AlGaN复合势垒增强模GaN HFET

通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程计算了势垒层挖槽过程中沟道阱能带和电子气密度的变化.研究了异质界面上极化电荷的大小和位置对沟道阱能带和能带剪裁力度的影响.发现帽层/势垒层界面上的界面阱会导致沟道电子波函数渗透到势垒层,引起能带畸变,降低电子的二维特性和输运性能.选用复合势垒并优化设计异质界面的能带带阶、极化电荷和AlN...     

强电场对NiO电子结构性质的影响研究

基于平面波密度泛函理论研究了电场强度为10V?nm-1下立方结构氧化镍的电子结构性质。结果表明:立方相氧化镍在电场强度10V?nm-1下呈现导体的能带结构,价带上移到导带,态密度谱图在多个能量取得最值,局域化效应增强,费米能级附近的态密度增大为原系统的2倍多。费米能级上的载流子浓度由4 e/eV增大到15 e/eV,这源于Op、Nis、Nid态对费米面的贡献。强电场下的电子在不同量子状态之间显示了明显的转移,介电函数计算表明强电场下体系在0.32 eV附近具有最大的吸收,吸收峰峰值66.89。强电场明显调控了NiO的电学、光学和场致光吸收性能。     

微波功率AlGaN/GaN HFET的二维能带和异质结构设计

在综述微波功率AlGaN/GaN HFET技术发展趋势基础上,提出了二维异质结能带优化设计的新课题.从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了利用异质界面上的极化电荷来剪裁异质结能带.用极化电荷设计近矩形前势垒能增大高能热电子的隧穿势垒宽度,抑制电流崩塌.背势垒中的极化电荷强化了沟道阱的量子限制,减弱了沟道中的强场峰,能提高击穿电压和抑制电流崩塌.薄势垒层中的极化电荷强化了沟道阱的结构,降低势垒高度后能产生高密度的电子气.优化设计二维异质结构能抑制沟道中的强场峰和电流崩塌,提高击穿电压和大漏压下的输出功率.