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。     

高功率GaAs／GaAlAs单量子阱远结激光器及退化

通过对研制的50余只808nm的GaAs/GaAlAs大功率单量子阱远结半导体激光器老化实验观测,在老化初期（前520h),阈值电流随老化时间的延长而下降,下降幅度高达57mA,通过大于1000h的恒流电老化,器件的输出光功率在老化初期有所上升,随后表现出按指数规律缓慢下降的行为。实验结果表明器件具有长寿命的潜力。     

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。     

MOCVD生长GaAs/AlGaAs量子阱研究

利用常压MOCVD技术在较低生长速率下生长出多种GaAs/AlGaAs多量子阱结构材料,利用低温PL谱和TEM对材料结构进行了表征。所得势阱和势垒结构厚度均匀平整,最窄阱宽为1.8nm。本研究表明,低速率(γ≤0.5nm/s)连续生长工艺能够避免杂质在界面富集,优于间断生长工艺,且在掺si n~+-GaAs衬底上所得量子阱发光强度高于掺Cr SI-GaAs衬底上的结果。     

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。     

GaAs/AlGaAs多量子阱室温光电流谱

通过对室温光电流谱的测量,研究了电场对多层量子阱结构中激子吸收行为的影响,分析了不同MQW材料的吸收谱的电场效应及有关光电子器件对材料的要求.     

GaAs/AlGaAs多量子阱材料差分反射光谱

介绍了一种新型的空间调制光谱技术差分反射(DR)光谱技术.利用振动光束差分反射测试系统,获得了GaAs/AlGaAs多量子阱材料的DR谱,初步分析了DR信号的产生机制.通过与材料的PR谱及反射光谱的一阶微商谱比较分析,论证了DR光谱技术用于多量子阱量子化跃迁观测的理论可行性,并从实验角度证明了GaAs/AlGaAs多量子阱材料的DR谱具有反射率谱对能量的一阶微商线型特征.     

GaAs/AlGaAs多量子阱材料差分反射光谱

介绍了一种新型的空间调制光谱技术—差分反射 ( DR)光谱技术 .利用振动光束差分反射测试系统 ,获得了 Ga As/Al Ga As多量子阱材料的 DR谱 ,初步分析了 DR信号的产生机制 .通过与材料的 PR谱及反射光谱的一阶微商谱比较分析 ,论证了 DR光谱技术用于多量子阱量子化跃迁观测的理论可行性 ,并从实验角度证明了 Ga As/Al Ga As多量子阱材料的 DR谱具有反射率谱对能量的一阶微商线型特征     

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．     

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 .     

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.     

GaAs/AlGaAs量子阱中电子浓度的自洽计算

应用波函数展开方法,自洽计算了调制掺杂AlGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱中电势能分布、子能级位置、2DEG浓度分布和2DEG面浓度n_s,以及这些参数与量子阱宽度、不掺杂AlGaAs厚度等材料参数的关系.计算表明,量子阱中2DEG n_s比单异质结n_s大2倍左右,量子阱宽度在200-300A之间n_s有个最大值;量子阱太宽时,2DEG主要集中在两边异质结界面附近,变为双异质结.     

MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料结构及其光学性能研究

系统研究了Ⅰ类组分量子阱结构材料GaAs/AlGaAs的结构设计、材料表征及光学性能.利用分子束外延(MBE)技术生长量子阱材料,原子力显微镜(AFM)测量结果表明样品表面粗糙度达到10-1 nm数量级.X射线双晶衍射测试结果显示材料具备良好的生长质量及晶格完整性.室温光致发光谱探测出量子阱导带电子与价带轻重空穴的复合发光,及施主-受主(D-A)能级间距与GaAs禁带宽度.综合分析结果表明用MBE方法制备实现了与设计结构高度相符的GaAs/Alo.27Gao.73As量子阱样品,为后期器件设计的精确实现提供了理论依据.     

9μm截止波长128×128 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列

报道了128×128 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列的设计和制作.采用金属有机化学气相淀积外延技术生长外延材料,并在GaAs集成电路工艺线上完成工艺制作.为得到器件参数,设计制作了台面尺寸为300μm×300μm的大面积测试器件;77K下2V偏压时暗电流密度为1.5×10-3A/cm2;80K工作温度下,器件峰值响应波长为8.4μm,截止波长为9μm,黑体探测率DB 为3.95×108(cm·Hz1/2)/W.将128×128元 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列芯片与相关CMOS读出电路芯片倒装焊互连,在80K工作温度下实现了室温环境目标的红外热成像,盲元率小于1%.     

大功率808nm AlGaAs/GaAs宽波导量子阱激光二极管

设计与制作了大功率808nm AlGaAs/GaAs宽波导激光二极管.器件的Al0.35Ga0.65As波导厚度提高到0.9μm,宽波导会引起高阶模的激射.为了抑制高阶模,Al0.55Ga0.45As限制层厚度降低到0.7μm,同时确保基横模的辐射损耗在0.2cm-1以下.采用MOCVD进行材料生长,得到了高性能的器件,100μm条形激光二极管的最大输出达10.2W.     

大功率808nm AlGaAs/GaAs宽波导量子阱激光二极管

设计与制作了大功率808nm AlGaAs/GaAs宽波导激光二极管.器件的Al0.35Ga0.65As波导厚度提高到0.9μm,宽波导会引起高阶模的激射.为了抑制高阶模,Al0.55Ga0.45As限制层厚度降低到0.7μm,同时确保基横模的辐射损耗在0.2cm-1以下.采用MOCVD进行材料生长,得到了高性能的器件,100μm条形激光二极管的最大输出达10.2W.     

GaAs/GaAlAs单量子阱电光吸收和光调制

制作并研究了GaAs/GaAlAs分别限制单量子阱台面条形单模波导电致吸收光调制器。量子阱宽度为100A,长度为700μm的器件,当传输光波长为8650A时TE偏振最大调制深度(开关比)为29.7dB,插入损耗吸收分量为3dB;TM偏振最大调制深度为28.5dB。用2V电压幅度可以得到15dB的开关比。光电导谱的测量表明,偏压从+0.5V变到-7V时吸收边的红移为600A,即量子阱中室温激子的共振吸收峰移动了96meV。单阱高场条件下首次观察到了导带第二能级电子和价带第一能级空穴间激子的共振吸收线的出现,增强和移动。