快速热退火对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的修饰

应用快速热退火的方法将 Ga As/Al Ga As多量子阱红外探测器的峰值响应波长从7.7μm移动到 8～ 1 4μm大气窗口内 .通过测量单元器件的光电流谱、响应率和 I- V特性 ,分析了快速热退火对 Ga As/Al Ga As多量子阱红外探测器性能的影响     

正照射延伸波长In0.8Ga0.2As红外焦平面探测器

为了研究延伸波长In0.8Ga0.2As PIN短波红外探测器的温度响应光电特性,采用闭管扩散的平面型器件工艺,在金属有机化学气相外延（MOCVD）外延生长的NIN型InAs0.6P0.4/In0.8Ga0.2As/InAs0.6P0.4 buf./InP材料上制备了正照射延伸波长2561线列InGaAs红外焦平面探测器,研究了探测器在不同温度下的I-V特性、光谱响应特性和探测率。结果表明,随着温度的降低,在小偏压下,器件的正向暗电流由产生复合电流为主逐渐变为以扩散电流为主。在260~300 K温度范围内,反向电流主要由扩散电流和产生复合电流组成,当温度低于180 K时,器件的反向电流主要为隧穿电流。室温下器件响应截止波长和峰值波长分别为2.57 m和2.09 m,峰值探测率为7.25108 cmHz1/2/W,峰值响应率为0.95 A/W,量子效率为56.9%。焦平面的峰值探测率在153 K达到峰值,约为1.111011 cmHz1/2/W,响应非均匀性为5.28%。     

可见增强的32×32元平面型InGaAs/InP面阵探测器

为了实现In Ga As探测器响应波段向可见增强,在传统的外延材料中加入一层In Ga As腐蚀阻挡层,制备了32×32元平面型In Ga As面阵探测器,采用机械抛光和化学湿法腐蚀相结合的方法,去除了In P衬底.结果表明,探测器的响应波段为0.5~1.7μm,室温下在波长为500 nm处的量子效率约为16%,850 nm处量子效率约为54%,1 550 nm处量子效率约为91%.暗电流大小与衬底减薄之前基本保持一致.理论分析了材料参数对器件量子效率的影响,为进一步优化可见波段探测器的量子效率提供了依据.     

波长扩展InGaAs探测器的量子效率优化

通过建立双异质结型InGaAs探测器光响应的理论模型,分别对正面和背面进光时InP基波长扩展In0.8Ga0.2As/In0.79Al0.21As PIN探测器结构参数与光响应特性的关系进行了研究,模拟结果与采用GSMBE方法研制器件的实测数据吻合较好.此外,还提出了两种改良的背照射InGaAs探测器结构,并对其光响应特性进行了模拟计算,还基于模拟结果对器件结构参数进行了优化设计.     

Al0.3Ga0.7N MSM紫外探测器研究

用MOCVD生长的未掺杂的疗n-Al0．3Ga0．7N制备了MSM结构紫外探测器。器件在5.3V偏压时暗电流为1nA,在315nm波长处有陡峭的截止边,在1V偏压下305nm峰值波长处探测器的电流响应率为0．023A／W,要进一步提高器件的响应率,方法之一是优化器件的结构参数,尽量减小叉指电极的宽度。为了检验Au／n-Al0．3Ga0．7N肖特基接触特性,电击穿MSM右边结,由正向I-V特性曲线计算出理想因子n～1．05,零偏势垒高度ФB0～1．16eV,表明形成的Au／n-Al0．3Ga0．7N肖特基结较为理想。     

微机械可调谐滤波器的研制

利用 Ga As/Al Ga As分布反馈 Bragg反射镜在 Ga As衬底上制作了一个微机械的调谐滤波器 .该器件在 7V调谐电压下调谐范围达28nm     

基于低温缓冲层的单片集成长波长可调谐光探测器

实现了一种单片集成的长波长可调谐光探测器.通过外延实验,摸索出低温缓冲层的最佳生长条件,成功地在GaAs衬底上生长出晶格失配度约4%的高质量的InP基材料.基于此低温缓冲层,在GaAs衬底上首先生长GaAs/AlAs材料的F-P腔滤波器,然后异质外延InP-In0.53 Ga0.47 As-InP材料的PIN结构.制作出的器件通过热调谐,峰值波长从1533.1nm红移到1543.1nm,实现了10.0nm的调谐范围,同时响应线宽维持在0.8nm以下,量子效率保持在23%以上,响应速率达到6.2GHz.     

基于低温缓冲层的单片集成长波长可调谐光探测器

实现了一种单片集成的长波长可调谐光探测器.通过外延实验,摸索出低温缓冲层的最佳生长条件,成功地在GaAs衬底上生长出晶格失配度约4%的高质量的InP基材料.基于此低温缓冲层,在GaAs衬底上首先生长GaAs/AlAs材料的F-P腔滤波器,然后异质外延InP-In0.53 Ga0.47 As-InP材料的PIN结构.制作出的器件通过热调谐,峰值波长从1533.1nm红移到1543.1nm,实现了10.0nm的调谐范围,同时响应线宽维持在0.8nm以下,量子效率保持在23%以上,响应速率达到6.2GHz.     

新型长波长可调谐光电探测器

通过将GaAs基滤波器与InP基探测器键合在一起，实现了一种新型可调谐的长波长光电探测器。通过热调谐，在13V的偏置电压下，峰值波长从1540．1nm红移到1550．6nm，实现了10．5nm的调谐范围，响应线宽维持在0．6nm，量子效率也保持在22％左右。从理论上分析了器件的调谐原理，利用传输矩阵法模拟了滤波器的透射光谱，并通过实验加以了验证。     

p-GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱肖特基紫外探测器

报道了p-GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱结构的肖特基紫外探测器的制备及性能.器件的测试结果表明,在p-GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN双异质结中强烈的压电极化和Stark效应共同作用下使得器件在正偏和反偏时的响应光谱都向短波方向移动了10nm.零偏下器件在280nm时的峰值响应为0.022A/W,在反向偏压为1V时,峰值响应增加到0.19A/W,接近理论值.在正向偏压下器件则呈平带状态,并在283和355nm处分别出现了两个小峰.在考虑极化的情况下,通过器件中载流子浓度分布的变化解释了器件在不同偏压下的响应特性,发现p-GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN中的极化效应对器件的响应特性影响很大,通过改变偏压和适当的优化设计可以使探测器在紫外波段进行选择性吸收.     

一种新型高性能光电探测器结构的研究

近来获得极大发展的谐振腔光电探测器具有引人注目的波长选择特性，并且实现了器件量子效率与带宽的渡越时间分量之间的解耦。     

量子密钥分发和经典光通信波分复用共纤传输研究

研究了量子密钥分发和经典光通信波分复用共纤传输的技术难点和可行性。基于系统重复频率 40 MHz的诱骗态相位编码BB84协议量子密钥分发设备,提出了3种量子信号与经典光信号的波分复用共纤传输方案：单纤双向CWDM共纤传输方案,复用1 550.12 nm波长量子信号、1 310 nm波长时钟信号以及正向1 590 nm波长100 Mbit/s速率光信号和反向1 610 nm波长100 Mbit/s速率光信号,光纤传输距离70 km下密钥成码率达到1.2 kbit/s;双纤双向CWDM共纤传输方案,复用1 550.12 nm波长量子信号、1 610 nm波长时钟信号以及1个波长的同向光信号在1 310 nm波长OOK光信号速率10 Gbit/s,光纤传输距离55 km下,密钥成码率达到1.58 kbit/s;双纤双向DWDM共纤传输方案,复用1 550.12 nm波长量子信号、1 610 nm波长时钟信号以及2个同向波长各自为1 551.72 nm和1 552.52 nm,并模拟100 Gbit/s相干光通信DP-QPSK信号接收功率,光纤传输距离70 km下,密钥成码率达到1.16 kbit/s。     

一种具有平顶陡边响应的长波长光探测器

在PIN型光探测器的基础上制备了一种适用于波分复用系统的具有平顶陡边响应的长波长光探测器。利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)设备在GaAs衬底上二次外延生长了具有台阶结构的GaAs/AlGaAs滤波腔和InP基PIN光探测器。高质量的GaAs/InP异质外延采用了低温缓冲层生长工艺;具有台阶结构的Fabry-Pérot(F-P)滤波腔采用了纳米量级台阶的制备方法。通过理论计算优化了实现平顶陡边光谱响应特性的器件结构;并通过实验成功制备出了具有平顶陡边响应性能的光探测器,器件的工作波长位于1 549nm,峰值量子效率大于25%,0.5dB光谱响应线宽为3.9nm,3dB光谱响应线宽为4.2nm,响应速率达到17GHz。     

使用SiO2介质膜实现InGaAsP量子阱混杂

报道了使用SiO2介质膜导致的无杂质空位扩散实现InGaAsP多量子阱混杂的实验,得到200nm的最大带隙波长蓝移.另外,采用量子阱混杂制作了蓝移的FP腔激光器,其性能与未混杂的激光器相当.     

应用增益杠杆效应提高分布反馈激光器的波长可调谐范围

在三段电注入应变多量子阱分布反馈激光器中，应用增益杠杆效应扩大了波长的可调谐范围。对其中两段加固定偏置直流电流，另一段作为控制段（其长度为总腔长的０．３３）。随着对控制段注入电流的增加，发射波长会往长波方向移动。其波长连续可调谐范围（不含跳模）在１．５３８μｍ波段可达０．８２ｎｍ。经过跳模后尚可连续调谐。     

使用SiO_2介质膜实现InGaAsP量子阱混杂

报道了使用SiO2 介质膜导致的无杂质空位扩散实现InGaAsP多量子阱混杂的实验,得到2 0 0nm的最大带隙波长蓝移.另外,采用量子阱混杂制作了蓝移的FP腔激光器,其性能与未混杂的激光器相当     

新型三腔谐振腔增强型光探测器的理论分析和数值模拟

提出了一种新的谐振腔增强型 (RCE)光探测器结构 ,它将器件结构中的谐振腔分为三个子腔。分析表明 ,采用这种新结构的光探测器在保留了 RCE光探测器优点的同时 ,还实现了器件量子效率及其光谱响应线宽之间制约关系的解耦 ,因而可以同时获得窄的光谱响应线宽 (<1 nm) ,高的量子效率 (>90 % )和高的响应速度。该器件可望在密集波分复用 (DWDM)光通信系统中得到广泛应用     

新型的波长选择波导光电探测器的研究

提出了一种新型的具有波长选择性的波导型(WG)光电探测器(PDs)与即谐振波腔选频斜镜耦合包芯波导(RICEWG)。对其工作原理进行了详细的理论分析和数值模拟,提出了优化设计方案,讨论了实现方法。结果表明,这种结构具有使量子效率与响应带宽和光谱响应线宽同时解耦的优点;可以获得<1nm的光谱响应线宽同时保持>80%的量子效率,并且可以分别优化光谱响应线宽和量子效率。     

Highly Efficient Blue Light-Emitting Diodes Based on Perovskite Film with Vertically Graded Bandgap and Organic Grain Boundary Passivation Shells

Metal halide perovskite materials have emerged as a promising class of semiconductors for high-performance optoelectronic applications, particularly for light-emitting diodes (LEDs), due to their high quantum efficiency, facile color tunability, narrow emission line widths, as well as cost-effectiveness. Despite the great successes on green and red perovskite LEDs (PeLEDs), the external quantum efficiency (EQE) of blue PeLEDs still lags far behind that of green and red counterparts. Here, wavelength tunable pure and deep blue PeLEDs with high EQE are presented, achieving 17.5% and 10.8% for emission wavelengths of 472 and 461 nm, respectively. The wavelength tenability and high EQE are attributed to the unique vertically graded bandgaps and grain boundary organic shells in the perovskite films. The results demonstrate a significant performance improvement in blue PeLEDs, provide a novel route to fabricate high-performance pure and deep blue PeLEDs that can match the performance of the green and red PeLEDs for future lighting and display applications.