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.     

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.     

Influence of growth temperatures on the quality of InGaAs/GaAs quantum well structure grown on Ge substrate by molecular beam epitaxy

Molecular beam epitaxy growth of an In_xGa_1-xAs/GaAs quantum well（QW） structure（x equals to 0.17 or 0.3） on offcut（100） Ge substrate has been investigated.The samples were characterized by atomic force microscopy,photoluminescence（PL）,and high resolution transmission electron microscopy.High temperature annealing of the Ge substrate is necessary to grow GaAs buffer layer without anti-phase domains.During the subsequent growth of the GaAs buffer layer and an In_xGa_1-xAs/GaAs QW structure,temperature plays a key role. The mechanism by which temperature influences the material quality is discussed.High quality In_xGa_1-x As/GaAs QW structure samples on Ge substrate with high PL intensity,narrow PL linewidth and flat surface morphology have been achieved by optimizing growth temperatures.Our results show promising device applications forⅢ-Ⅴcompound semiconductor materials grown on Ge substrates.     

2 μm InGaSb/AlGaAsSb量子阱激光器理想因子的研究

展示了一种低阈值（~131 A/cm2）2m InGaSb/AlGaAsSb单量子阱（Single Quantum Well,SQW）激光器,并对该激光器的理想因子n进行了研究。激光器的总体理想因子n由中央pn结的理想因子n和n型GaSb衬底与n型金属之间形成的整流结的理想因子n两部分组成。当温度从20℃升高到80℃时,激光器的总体理想因子n从4.0降低至3.3。该结果与所使用的理论模型以及独立的GaSb材料整流结（pn结、GaSb/金属结等）理想因子n的数值是相吻合的。     

MBE生长轻掺Si高迁移率GaAs材料的杂质补偿特性研究

本文报道了用ＭＢＥ生长轻掺Ｓｉ高迁移率ＧａＡｓ材料的杂质补偿特性实验研究．已得到７７Ｋ温度下迁移率为１６．２e４ｃｍ２／（Ｖ·ｓ）的ＧａＡｓ材料．样品的Ｈａｌｌ测量结果表明：在较低的杂质浓度范围（１e１３ｃｍ－３＜ｎ＜１e１５ｃｍ－３）内，在大体相同的生长温度（５９０℃左右）下，选择适当的生长速率Ｇｒ会增强对浅受主杂质的抑制作用，同时也会抑制Ｓｉ的自补偿效应，减小杂质的补偿度Ｎａ／Ｎｄ之值，从而提高ＭＢＥ外延ＧａＡｓ材料的迁移率．     

生长温度对InAs／GaSb超晶格晶体结构和表面形貌的影响

采用分子束外延(MBE)技术,在GaSb(100)衬底上外延生长InAs(4ML)/GaSb(8ML)超晶格(SLs).研究了生长温度(400～440℃)对超晶格晶体结构和表面形貌的影响.结果表明,420℃生长的超晶格结构完整和表面粗糙度最小,其荧光光谱(PL)峰值波长在约2.54μm处,响应光谱50%截止波长在约2.4μm处.通过控制快门顺序形成InSb和混合两种界面,并发现生长温度强烈影响混合界面InAs/GaSb超晶格结构和表面形貌,而对InSb界面超晶格的影响较小.     

利用高阶DBR实现简单的2.0μm GaSb激光器

利用高阶Bragg光栅成功制备出Ga Sb基DBR激光器, 避免了复杂的制备工艺.利用标准接触曝光制备出16阶和24阶Bragg光栅以及双沟脊条波导结构. 16阶Bragg光栅器件在室温下实现了SMSR高达17. 5 dB的单模激光输出. CW状态下室温最大单模输出功率超过10 mW.随着注入电流变化, 器件表现出出色的波长稳定性.在整个注入电流范围内, 器件都保持单横模工作状态. 24阶Bragg光栅器件室温SMSR为22. 5 dB.器件的激射波长都在2. 0μm左右.     

原子氢辅助分子束外延生长台阶状表面形貌的研究

研究了分子束外延中引入原子氢后 ,原子氢对外延层表面形貌特征形成的诱导作用 .原子力显微镜 (AFM)测试表明 ,在 (311) A Ga As表面 ,原子氢导致了台阶状形貌的形成 ,在这种台阶状表面进一步生长了 In As量子点 ,测试结果表明其位置分布的有序化受到台阶高度和台阶周期的制约 .这为实现量子点结构的有序化控制生长提供了一定的实验参考 .