适于半导体器件模拟的改进Gummel算法

本文采用Ｓｌｏｔｂｏｏｍ变量把半导体器件模型归一化为奇异摄动问题．然后对该模型提出一种适于ｍ维（１≤ｍ≤３）数值计算的Ｇｕｍｍｅｌ算法，当外加偏压或器件测度（二维时如有效沟道长度，三维时如器件的有效体积等）足够小时，该算法是收敛的．数值例子表明，改进的Ｇｕｍｍｅｌ算法编程方便，收敛速度快．     

基于太赫兹量子阱光电探测器的成像技术研究进展

太赫兹(THz)波对非极性材料有较好的穿透性,对生物医学组织无电离效应,因而非常适合无损检测、生物医学成像等应用。THz量子阱光电探测器(THz QWPs)具有响应速度快、响应率高、噪声等效功率低、体积小的特点。相较于其他探测器,THz QWPs作为成像系统接收器时,系统具有成像分辨率高、成像速度快、成像信噪比高、结构紧凑等优势。本文综述了基于THz QWPs的成像研究进展,并对成像系统核心指标的影响因素进行了分析和总结。采用更稳定的装置固定THz QWPs,提升器件响应速度、探测灵敏度、阵列规模,可以有效提升系统各项核心性能。     

“太赫兹物理、器件与应用”专辑前言

<正>太赫兹科学与技术涉及太赫兹物理、材料、辐射源、调制与探测、成像与通信、以及太赫兹波在生物、医学、天文等领域的应用,在物理学、材料科学、生命科学、天文学、信息科学以及国防安全等方面具有重要的学术价值和广泛的应用前景,被誉为改变未来世界的十大技术之一。     

基于半导体光子学器件的太赫兹成像技术研究进展

太赫兹(THz)成像是THz技术应用的重要方向之一。基于THz量子级联激光器(QCL)和THz量子阱探测器(QWP)等半导体光子学器件的THz成像系统具有结构紧凑、空间分辨率高、成像信噪比较高等优点,已成为当前研究的热点领域。对国内外关于THz QCL和THz QWP器件在远场和近场成像应用方面的研究进行了系统综述,分析了THz成像系统的构成和成像效果,总结了各THz成像系统的性能参数情况,并探讨了THz成像系统性能提升的途径及其应用前景。     

共振声子辅助的太赫兹量子级联激光器中杂质散射的蒙特卡洛模拟

通过蒙特卡洛方法研究了基于共振声子散射的太赫兹量子级联激光器中杂质散射对激光器性能的影响.使用单子带静态屏蔽模型来处理电子与杂质的散射过程.发现电子与杂质的散射为电子在有源区中的注入和抽取过程提供了另外一个通道.这一过程可以影响电子在不同子带的占据数以及器件的电流.所以,在考虑基于共振声子散射的太赫兹量子级联激光器中的电子输运过程时,需要包含电子与杂质的散射过程.     

跨阻放大器低温性能及其对THz光电信号的放大应用

随着太赫兹技术、低温电子学和射电天文学的发展,对可低温环境下工作的集成封装式跨阻放大芯片的需求增加。本文针对一种Ge-Si基底型跨阻放大器,主要研究了其深低温环境下的电学性能,获得了8 K温度下放大器芯片的典型端口电流-电压特性曲线和增益曲线,得到了在0.1～3 GHz频带内较为平坦的增益效果;为了验证其对太赫兹光电信号的放大功能,将该跨阻放大器与太赫兹量子阱探测器集成封装,并搭建了太赫兹脉冲激光探测系统,在8 K温度下实现了对脉宽2μs太赫兹光电探测信号的有效放大,跨阻增益约560Ω,电流放大增益为1.78 mA/V。上述研究成果首次验证了商用跨阻放大器在深低温环境下应用的可行性,为太赫兹高速探测与高频通信领域的集成跨阻放大提供了一种有效技术手段。     

p型量子阱太赫兹振荡器研究

采用非抛物平衡方程理论研究了直流偏置下 p型量子阱负有效质量 p+ pp+ 二极管电流的时空特性。在适当的掺杂和偏置条件下 ,由于高场畴的形成 ,二极管中将产生太赫兹 (THz,1 THz=1 0 1 2 Hz)电流自振荡。计算了自振荡频率对直流偏置的依赖性 ,提出了设计可调谐 THz振荡源的可能性     

太赫兹量子级联激光器与量子阱探测器研究进展（特邀）

太赫兹量子级联激光器和太赫兹量子阱探测器都是基于子带间电子跃迁的半导体器件,具有体积小、频率可调、响应速度快等优点。其工作波长位于微波波长和红外波长之间,其光谱涵盖了众多气体分子、化合物以及凝聚态物质的频谱特征,在天文观测、公共安全、生物医药等领域中有重大应用前景。近年来,太赫兹量子级联激光器和太赫兹量子阱探测器的性能有了显著提高,其应用也受到关注。回顾了太赫兹量子级联激光器和量子阱探测器的发展历程,简述了其工作原理和器件结构,介绍了器件性能在工作温度、光谱范围等方面的最新进展及其在高分辨光谱、太赫兹成像、无线宽带通信等方面的应用,并在此基础上分析了目前存在的问题和研究热点,对其未来发展进行了展望。     

AlGaN／GaN异质结2DEG载流子输运

本言语采用雷－丁平衡方程理论,考虑杂质散射、声学波形变势散射、声学波压电散射、极化光学波散射等散射机制,计算了ＡｌＧａＮ／ＧａＮ异质结二维电子气（２ＤＥＧ）在０－３００Ｋ温度范围内的低场迁率以及电子漂移速度和电子温度随外加电场的变化关系,同时本文计算了有隔离层的调制掺杂异质结构（ＭＤＨ）中低温下（Ｔ＝４Ｋ）低场迁移率随隔离层厚度的变化关系。计算结果表明在低温下ＡｌＧａＮ／ＧａＮ异质结构的低场迁移率     

长波长半导体激光器波导层设计

研究了一种新型的，基于金属，半导体界面等离子体激元的波导结构，从理论上对激射波长在17μm的CaAs-AICaAs量子级联激光器的波导层设计进行了讨论，分别研究了传统的递变低折射率波导设计和等离子体激元波导设计。结果表明，利用表面等离子体激元进行波导设计，可以降低波导层厚度和提高光场限制因子，从而为长波段(如太赫兹频段)激光器提供了一种有效的波导设计方法。