硅薄膜太阳电池高效陷光结构的研究

利用严格耦合波分析方法和模式传输线理论,对硅薄膜太阳电池结合DBR（Distributed Bragg Reflector,分布布拉格反射器）和衍射光栅的叠层底部背反射器结构进行了优化设计。结果表明,光栅周期、光栅厚度和光栅宽度分别为0.5λg、0.18λg、0.48λg（λg为硅的带隙波长）以及对应的DBR中心波长为0.85μm时,太阳电池对光子的总吸收最强,且总吸收的提高主要来自于对长波光子的吸收增强,提高了薄膜太阳能电池对长波光子的陷光能力。     

高反射性电流阻挡层用于提高InGaN/GaN发光二极管的光输出功率

由SiO₂/TiO₂分布布拉格反射镜(DBR)和Al镜组成的混合式反射电流阻挡层用于提高InGaN/GaN发光二极管的光输出功率。混合式反射电流阻挡层不仅增强了电流扩展效应而且有效的将射向p金属电极的光子反射防止其对p电极焊点附近光子的吸收。实验结果表明,淀积在p-GaN上1.5个周期的SiO₂/TiO₂DBR和Al镜在455nm垂直入射时的反射率高达97.8%。在20mA的工作电流下,与没有电流阻挡层的发光二极管相比,生长1.5对SiO₂/TiO₂ DBR和Al镜作为电流阻挡层的发光二极管的光输出功率提高了12.5%,且光输出功率的分布更加均匀。     

半导体/超晶格分布布拉格反射镜(DBR)的分子束外延生长

用分子束外延技术 (MBE)生长了以 Ga As/Al As超晶格替代 Alx Ga1 - x As所形成的 P型半导体 /超晶格分布布拉格反射镜 (DBR) .此分布布拉格反射镜的反射谱中心波长为 85 0 nm.由实验表明 ,19个周期的反射镜获得了高达 99%以上的高反射率 .与此同时 ,采取自行设计的二次钨丝掩膜质子注入法制成 15 μm× 15 μm的正方形电流注入区 ,以此测定 P型反射镜的串联电阻 ,克服了湿化学腐蚀法中腐蚀深度不易控制及侧面同时被腐蚀的缺点 ,实验得出此 P型反射镜的串联电阻仅为 5 0 Ω 左右 .在生长过程中 ,发现在只含一个铝源的分子束外延生长系统中 ,生长这种半     

复合布拉格反射镜高亮度AlGaInP发光二极管

采用光学薄膜理论中干涉矩阵模型计算了峰值波长为630nm的AlGaInP红光LED的Al0.6Ga0.4As/AlAs材料的常规DBR和复合DBR的反射谱特性,用LP-MOCVD方法生长了模拟设计的DBR结构,测量了其白光反射谱,实验与模拟结果基本符合.制备了采用Al0.6Ga0.4As/AlAs复合DBR的LED器件,未封装输出光功率为2.3mW,外量子效率为5.6%,发光效率可达12 lm/W,比常规DBR器件提高了35%.验证了复合DBR与常规DBR相比,可以大幅度提高AlGaInP红光LED的出光效率.     

垂直腔面发射激光器DBR的生长优化

基于能带理论和分布布拉格反射镜(DBR)的工作原理,分析了垂直腔面发射激光器(VCSEL)中DBR串联电阻较大的原因。采用组分渐变降低DBR结构中异质结界面处势垒,优化DBR的各层掺杂浓度,通过调控费米能级进一步降低DBR中的异质结势垒,从而有效降低DBR串联电阻。实验采用Al_(0.22)Ga_(0.78)As/Al_(0.9)Ga_(0.1)As作为生长DBR的两种材料,设计了DBR各层厚度,研究了AlGaAs材料的最佳生长温度,利用MOCVD外延技术完成了795nm VCSEL突变DBR与渐变DBR的生长。经过工艺制备,测得突变DBR和渐变DBR的电阻分别为6.6和5.3Ω,优化生长后的DBR电阻得到有效降低。     

DBR0-代数及其弱化形式 LBR0-代数的性质

通过对B R0-代数无序表示形式的再研究，利用逻辑代数中交、并运算对偶的特点以及对偶范畴的思想，从经典代数的角度出发于一般集合上建立了一种对称形式的BR0-代数-DBR0-代数。证明了DBR0-代数是BR0-代数的又一新的无序表示形式，它将BR0-代数中的序关系蕴涵于基本运算·和→之中。根据DBR0-代数的形式提出了一种弱化的BR0-代数-LBR0-代数，并证明了LBR0-代数与正则FI代数是同一代数结构。     

具有渐变式折射率分布布拉格反射层的发光二极管

对具有渐变式折射率分布布拉格反射层(GRIN-DBR)的发光二极管进行了研究。研究发现,在传统分布布拉格反射层(C-DBR)的AlAs/Al0.45Ga0.55As的界面处插入5nm厚的折射率渐变层,可以使DBR的反射带宽从82nm增加到103nm。在20mA注入电流下,具有GRIN-DBR的发光二极管与具有C-DBR的发光二极管的正向电压没有明显区别,而其光通量比具有C-DBR的发光二极管高8%。     

AlGaN /GaN分布布拉格反射镜的设计与表征

设计了反射中心波长为500nm的Al0.3Ga0.7N/GaN和AlN/GaN两种分布布拉格反射镜（DBR）,并采用光学传递矩阵方法对其光谱反射率进行了理论上的模拟.采用金属有机物化学气相淀积（MOCVD）技术在蓝宝石衬底上制备了样品.实际测量的样品反射谱中有明显的反射峰,但峰值波长与理论设计有偏差,峰值反射率也比理论设计值偏低.SEM和AFM测量结果表明：这是由生长层厚与设计的偏差和界面不平整引起的.     

提高GaN基发光二极管外量子效率的途径

发光二极管(LED)的低外量子效率严重制约了LED的发展,本文主要介绍了提高GaN基LED外量子效率途径的最新进展,包括芯片非极性面/半极性面生长技术、分布布拉格反射层(DBR)结构、改变LED基底几何外形来改变光在LED内部反射的路径、表面粗化处理,以及新近的光子晶体技术和全息技术等。并对纳米压印与SU8相结合技术在提高LED外量子光效率方面进行了初步探索。