High—temperature protective coatings on superalloys

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锑化物半导体激光器研究进展

锑化物半导体激光器是目前能够覆盖中红外波段的主要手段。锑化物半导体激光器经过多年的研究和发展,已经逐渐的走向成熟。由于在这个波段具有很多气体分子的吸收峰以及具有较高透过率的大气窗口,使得中红外锑化物半导体激光器在气体检测、材料加工以及自由空间光通信等领域具有重要的作用。     

蝶形天线增强的共振隧穿二极管太赫兹探测器研究

采用分子束外延技术制备了基于共振隧穿二极管的探测器样品。为提高探测响应度,探测器采用蝶形天线增强太赫兹电场强度,并以0.2THz入射频率为参考对天线结构进行设计。测试采用输出功率为20 mW的太赫兹源,室温下在有无太赫兹波辐照时分别进行电流-电压(I-V)测试,峰值电压为1.398V。对比最大电流值之差,计算得到探测器响应度为20mA·W~(-1),噪声等效功率为15nW·Hz~(-0.5),并通过测量探测器对不同角度入射太赫兹波的响应,验证了天线对太赫兹电场的增强作用。     

2 μm GaSb基被动锁模激光器重复频率变化的研究（特邀）

半导体锁模激光器产生的高重复频率的光脉冲序列在众多领域都有着广泛的应用,而对于绝大多数应用,一个固定而准确的重复频率是必须的。由于此种激光器的重复频率主要由激光器波导的有效折射率和腔长来确定,激光器制成以及解理时的不确定性就可能会给其重复频率带来偏差。为了弄清此种激光器的各种工作条件会怎样影响其重复频率从而对上述的偏差进行补偿,设计并制成了一种2 μm GaSb基单量子阱锁模激光器。激光器采用两段式结构（增益区,饱和吸收体区）并可以在高达60 ℃实现稳定的锁模工作模式。系统地记录了此激光器重复频率随偏置条件（增益区电流,饱和吸收体区电压）以及工作温度的变化规律,并且对产生这些变化的原因进行了分析。这些工作能够让人们更加清楚地认识锁模激光器的特性,从而更好地达到各种应用所需要的重复频率。     

GaAs/Si/AlAs异质结的带阶和GaAs生长温度的影响

用分子束外延 (MBE)设备制备了 Ga As/ Al As和 Ga As/ Si/ Al As异质结 ,通过 XPS分别研究了异质结界面处 Si层厚度为 0 .5 ML 和 1ML 对异质结带阶的调节 ,得到最大调节量为 0 .2 e V;通过 C- V法研究了异质结的Ga As层在不同温度下生长对 0 .5 ML Si夹层的影响 ,得到 Si夹层的空间分布随 Ga As层生长温度的升高而扩散增强的温度效应 ,通过深能级瞬态谱 (DL TS)研究了在上述不同温度下生长的 Ga As层的晶体质量 .     

2~4 μm中红外锑化物半导体激光器研究进展（特邀）

2~4 μm波段是非常重要的红外大气窗口,工作在这个波段的激光器在气体检测,医疗美容和工业加工领域具有十分巨大的应用价值。锑化物半导体材料低维结构具有窄禁带直接跃迁发光的独特优势,是实现中红外波段半导体激光器的理想材料体系。近年来,国内外锑化物半导体激光器研究不断取得重要进展,先后实现了量子阱发光的波长拓展、大功率单管和阵列激光器的室温连续激射,也实现了多波段的单模激光器的室温连续工作。锑化物半导体低维材料组分复杂、界面钝化性质特殊,材料外延和工艺制备技术难度较大。文中从锑化物半导体激光器的基本原理出发,综述了国内外研究现状,介绍了锑化物材料低维结构激光器的设计方案、关键制备技术的主要进展,分析了今后该类激光器性能优化的重点研发方向等。     

HEMT太赫兹探测器的二维电子气特性分析

采用分子束外延技术(MBE)对GaAs/Al_xGa_(1-x)As二维电子气(2DEG)样品进行了制备,样品制备过程中,通过改变Al的组分含量、隔离层厚度、对比体掺杂与δ掺杂两种方式,在300 K条件下对制备的样品进行了霍尔测试,获得了室温迁移率7.205E3cm~2/Vs,载流子浓度为1.787E12/cm~3的GaAs/Al_xGa_(1-x)As二维电子气沟道结构,并采用Mathematica软件分别计算了不同沟道宽度时300 K、77 K温度下GaAs基HEMT结构的太赫兹探测响应率,为HEMT场效应管太赫兹探测器的研究和制备提供了参考依据.     

多层InAs量子点的光致发光研究

采用MBE设备生长了多层InAs/GaAs量子点结构,测量了其变温光致发光谱和时间分辨光致发光谱.结果表明多层量子点结构有利于减小发光峰的半高宽,并且可以提高发光峰半高宽和发光寿命的温度稳定性.实验发现,加InGaAs盖层后,量子点发光峰的半高宽进一步减小,最小达到23.6 meV,并且发光峰出现红移.原因可能在于InGaAs盖层减小了InAs岛所受的应力,阻止了In组分的偏析,提高了InAs量子点尺寸分布的均匀性和质量,导致载流子在不同量子点中的迁移效应减弱.     

1064nm RCE探测器光电响应特性分析

对1064nm谐振腔增强型(RCE)光电探测器(PD)的光电响应特性进行了分析研究.利用MBE生长技术得到有源区分别为量子阱和量子点的1064nm RCE探测器的外延片,并对制作的探测器进行了各种光电特性测试.结果表明量子阱结构的RCE探测器量子效率峰值达到57%,谱线半宽6～7nm,峰值波长1059nm;而量子点结构的RCE探测器量子效率峰值达到30%,谱线半宽5nm,峰值波长1056nm.通过分析量子效率和吸收系数之间的关系,对两种结构器件的吸收进行了比较,发现虽然量子点探测器的吸收小,但通过合理设计共振腔等方法也可以达到较高的量子效率.两种结构的器件都有很好的I-V特性.