GaSb衬底上分子束外延生长的低温GaSb薄膜的低缺陷表面

本论文系统的研究了,随着GaSb薄膜生长温度的降低,V/III比的变化对薄膜低缺陷表面质量的影响。为了获得良好表面形貌的GaSb外延层,生长温度与V/III比均需要同时降低。当Sb源裂解温度为900℃时,生长得到低缺陷表面的低温GaSb薄膜的最佳生长条件是生长温度为在再构温度的基础上加60℃且V/III比为7.1。     

2µm波段低发散角瓦级GaSb基宽区量子阱激光器

通过在宽区GaSb基半导体激光器波导中引入鱼骨型微结构, 实现了瓦级激光输出并且改善了侧向发散角.本文通过分析微结构的刻蚀深度对激光功率和远场特性的影响, 研究并发现了微结构的引入可以明显的提高激光器输出功率, 同时深刻蚀的微结构对降低模式数和侧向发散角有着更明显的改善作用.相比于未引入微结构的激光器, 引入深刻蚀微结构的宽区激光器侧向95%功率定义的远场发散角降低了大约57%, 并且实现了超过1.1 W的最大连续输出功率.     

InAs/AlSb异质结的Pd/Ti/Pt/Au合金化欧姆接触

为了得到较低的接触电阻, 研究了帽层未掺杂的InAs/AlSb异质结的Pd/Ti/Pt/Au合金化欧姆接触.利用传输线模型 (TLM) 测量了接触电阻Rc.在最佳的快速热退火条件为275℃和20s时, InAs/AlSb异质结的Pd/Ti/Pt/Au接触电阻值为0.128Ω·mm.TEM观察发现经过快速热退火后Pd已经扩散到半导体中有利于高质量欧姆接触的形成.研究表明经过Pd/Ti/Pt/Au合金化欧姆接触后Rc有明显减小, 适用于InAs/AlSb异质结的应用.     

2 μm GaSb基大功率半导体激光器研究进展

2 m波段GaSb基大功率激光器在诸多领域具有广阔的应用前景,如气体探测、医疗美容、激光加工等。基于功率提升,综述和讨论了2 m波段GaSb基激光器结构的发展过程,介绍了目前国内外的研究状况,讨论和分析了GaSb基激光器提升功率、效率的主要技术问题。并详细介绍了该领域近年来在传统激光器中引入的两种新结构,分析了其技术优势。指出目前2 m波段GaSb基大功率激光器面临瓶颈,并讨论了其发展趋势。     

3~4 μm锑化物带间级联激光器研究进展(特邀)

3~4m波段中红外激光器在工业气体检测、医学医疗和自由空间光通信等诸多领域具有十分重要的应用。目前锑化物半导体带间级联激光器是实现中红外3~4 m波段的理想方案。带间级联激光器（Interband Cascade Laser,ICL）可以看做是通过电子和空穴复合产生光子的传统二极管激光器以及通过引入多个级联区来提高电子注入效率的子带间量子级联激光器（Quantum Cascade Laser,QCL）的融合。文中概要介绍了带间级联激光器的基本工作原理,阐述了国际上主要研究单位包括俄克拉荷马大学、美国海军实验室、德国伍兹堡大学等带间级联激光器的发展历史,介绍了国内单位包括中国科学院半导体所研制成功带间级联激光器的性能,分析了该类激光器设计制备技术难点和及性能进一步提升优化的技术方案。     

GaAs/Si/AlAs异质结的DLTS实验研究

利用深能级瞬态谱(DLTS)技术研究了Si夹层和GaAs层不同生长温度对GaAs/AlAs异质结晶体品质的影响.发现Si夹层的引入并没有引起明显深能级缺陷,而不同温度下生长的GaAs/Si/AlAs异质结随着温度的降低,深能级缺陷明显增加,并进行了分析,得到深能级是由Ga空位引起的,在600℃时生长的晶体质量最佳.     

空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量变化的比较

研究了空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量1×109～5×1013cm-2的变化.实验表明,两种太阳电池的电性能随辐照注量增加有不同的衰降趋势.背场Si太阳电池性能参数Isc、Voc和Pmax衰降变化快,辐照注量为2×1010cm-2时,Pmax就已衰降为原值的75%;而GaAs/Ge电池对应相同的衰降辐照注量达8×1011cm-2,且其Isc、Voc和Pmax衰降变化起初缓慢,当辐照注量接近3×1012cm-2时才迅速下降.背场Si电池和GaAs/Ge电池性能衰降分别与质子辐照引入的Ev+0.14eV及Ev+0.43eV和Ec-0.41eV深能级有关.     

可用于器件的侧墙GaAs量子线列阵结构

本文介绍了一种可以实用的侧墙式ＧａＡｓ量子线及其列阵结构．沿〔０１－１〕方向腐蚀条形的（３１１）Ａ衬底上,分子束外延生长的各向异性导致了侧墙量子线结构的形成．用光栅刻蚀方法,制备了横向周期为１μｍ、纵向三层叠加的三维侧墙量子线列阵．阴极荧光谱研究表明：在５Ｋ下,发光主要来自量子线区域,在两侧的量子阱区域只有很弱的发光峰;认为低温下载流子主要束缚在量子线区域,在量子阱区域也有少量载流子被外延层涨落产生的局域态所束缚．随温度升高到８５Ｋ以上直至室温下,只能观察到来自量子线区域的发光峰．这是由于束缚在量子阱局域     

蝶形天线增强的InP基室温HEMT太赫兹探测器研究

采用分子束外延技术制备了InP基HEMT样片,室温下样片迁移率达10 289 cm2/（Vs）。通过光刻、腐蚀、磁控溅射、点焊等工艺技术制备出了蝶形天线耦合的太赫兹探测器件。器件采用的蝶形天线经HFSS软件仿真优化后,天线S11参数为-40 dB,电压驻波比（VSWR）为1.15,增益可达6 dB,并与二维电子气沟道实现阻抗匹配。在VDI公司0.3 THz肖特基二极管太赫兹源辐照下进行器件测试,测试结果表明,室温下器件噪声等效功率（NEP）为40 nW/Hz1/2,探测响应度46 V/W,器件响应时间优于330 s。     

大功率高效率2μm锑化镓基量子阱激光器

通过MBE外延系统生长了2微米GaSb基AlGaAsSb/InGaSb I型量子阱激光器,并制备了宽面条形波导激光器件,在20℃工作温度下,器件最大连续激射功率达到1.058W,当注入电流为0.5A时,峰值波长为1.977μm,最大能量转换效率为20.2%,在脉冲频率为1000Hz,占空比为5%的脉冲工作模式下,最大激射功率为2.278W.