自组装Ge/Si量子点的研究进展

回顾与总结了该实验室对自组装Ge/Si(001)量子点的近期研究进展.着重介绍了生长在Si(001)衬底上的Ge量子点的形貌演变过程;多层Ge量子点的结构分析;Ge量子点结构的光学电学性质的表征;以及提高Ge量子点尺寸和分布均匀性的各种方法.

一种低电压工作的高速开关电流Σ-Δ调制器

基于作者先前提出的时钟馈通补偿方式的开关电流存储单元及全差分总体结构,本文设计了一种二阶开关电流Σ-Δ调制器.工作中采用TSMC 0.35μm CMOS数字电路工艺平台,在低电压工作下进行电路参数优化.实验表明,调制器在3.3V工作电压、10MHz采样频率、64倍过采样率下实现10-bit精度.与已有类似研究相比,本工作在相当的精度条件下,实现了低电压、视频速率的工作.

增益钳制半导体光放大器波长转换的研究

数值模拟了增益钳制SOA(GC-SOA)的波长转换过程,分析了GC-SOA实现波长转换的原理.首次发现了GC-SOA波长转换中类似接通延迟的现象,这种现象将限制GC-SOA在高速波长转换中的应用.

变In组分沟道的MM-HEMT材料电子输运特性研究

在变缓冲层高迁移率晶体管(MM-HEMT)器件中,二维电子气的输运性质对器件性能起着决定作用.通过低温下二维电子气横向电阻的量子振荡现象,结合变温度的Hall测量,系统研究了不同In组分沟道MM-HEMT器件中子带电子迁移率和浓度随温度的变化关系.结果表明,沟道中In组分为0.65的样品,材料电学性能最好,In组分高于0.65的样品,严重的晶格失配将产生位错,引起迁移率下降,大大影响材料和器件的性能.

AlInGaN材料的生长及其光学性质的研究

研究AlInGaN材料的生长特性及其光学性质.通过对不同生长温度生长的三个AlInGaN样品的测量,发现In的掺入量随着生长温度的降低而增加,而Al的掺入几乎没什么变化;在较低温度下生长的材料具有较好的材料质量与光学特性,其原因直接与In组分的掺入有关,In组分的掺入可以减少材料的缺陷,改善材料的质量.同时,用时间分辨光谱研究了AlInGaN材料的发光机理,发现其发光强度随时间变化(荧光衰退寿命)不是指数衰减,而是一种伸展的指数衰减.通过对这种伸展的指数衰减特性的研究,发现AlInGaN发光来自于局域激子的复合,且这种局域化中心呈现量子点的特性,延伸指数衰减行为是由不同局域态之间的局域激子的跳跃(hopping)造成的.此外,进一步研究了荧光衰退寿命随发光能量的变化关系和发光的辐射复合和非辐射复合特性,进一步证实了局域化中心的量子点特性.

GaAs_(1-x)Sb_x/GaAs单量子阱的光学特性研究

用选择激发光荧光研究了分子束外延生长的GaAsSb/GaAs单量子阱的光学性质,第一次同时观察到空间直接(Ⅰ类)和间接(Ⅱ类)跃迁.它们表现出不同的特性:Ⅰ类跃迁具有局域化特性,其发光能量不随激发光能量而变;Ⅱ类发光的能量位置随激发功率的增大而蓝移,也随激发光能量的增加而蓝移,复合发光发生在位于异质结GaAs一侧的电子和GaAsSb中的空穴之间,实验结果可以很好地用电荷分离造成的能带弯曲模型来解释,这也是空间间接跃迁的典型特性.还用光荧光的激发强度关系和时间分辨光谱进一步论证了GaAsSb/GaAs能带排列的Ⅱ类特性,并通过简单计算得到了应变和非应变状态下GaAsSb/GaAs异质结的带阶系数.

一种新型垂直外腔面发射半导体激光器

概述了近几年国外发展起来的一种新型半导体激光器光源:垂直外腔面发射激光器,详细介绍了它在光束质量方面的优点,研制方法以及工艺上的特点.

具有InAlAs浸润层的InGaAs量子点的制备和特性研究

采用自组装方法生长了一种新型的InGaAs量子点/InAlAs浸润层结构.通过选取合适的In组分,使InAlAs浸润层的能级与GaAs势垒相当,从而使浸润层的量子阱特征消失.通过低温光致发光(PL)谱的测试分析得到InGaAs量子点/InAlAs浸润层在样品中的确切位置.变温PL谱的研究显示,具有这种结构的量子点发光峰的半高全宽随温度上升出现展宽,这明显区别于普通InGaAs量子点半高全宽变窄的行为.这是因为采用了InAlAs浸润层后,不仅增强了对InGaAs量子点的限制作用,同时切断了载流子的转移通道,使得量子点更加孤立后表现出来的性质.

MBE生长的跨导为186 mS/mm的AlGaN/GaN HEMT

用分子束外延(MBE)技术研制出了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)材料,其室温迁移率为1 035 cm2/Vs、二维电子气浓度为1.0×1013 cm-2;77 K迁移率为2 653 cm2/V*s、二维电子气浓度为9.6×1012 cm-2.用此材料研制了栅长为1 μm、栅宽为80 μm、源-漏间距为4 μm的AlGaN/GaN HEMT,其室温最大非本征跨导为186 mS/mm、最大漏极饱和电流密度为925 mA/mm、特征频率为18.8 GHz.另外,还研制了具有20个栅指(总栅宽为20×80 μm＝1.6 mm)的大尺寸器件,该器件的最大漏极饱和电流为1.33 A.

稳定、优质nc-Si/a-Si:H薄膜的研制和特性分析

利用等离子体增强化学气相沉积技术研制出了优质稳定的氢化非晶-纳米晶两相结构硅薄膜.薄膜的光电导率相对于器件质量的非晶硅有两个数量级的提高;光敏性也较好,光、暗电导比可以达到104,此外薄膜的光电导谱具有更宽的长波光谱响应.更为重要的是薄膜的光致退化效应远小于典型的非晶硅薄膜,在光强为50mW/cm2的卤钨灯光照24h后,光电导的衰退小于10%.这种薄膜优良的光电性能源于薄膜中的非晶母体的存在使其在光学跃迁中的动量选择定则发生松弛,因而具有大的光学吸收系数和较高的光敏性;相对于典型非晶硅而言,薄膜的中程有序度得到了较大的改善,并具有小的深隙态密度;薄膜中存在的纳米尺寸的微晶颗粒,提供了光生载流子的复合通道,在非晶母体中的电子空穴对可以转移到微晶颗粒中进行复合,这样抑制了非晶母体中的非辐射复合,从而降低了光致亚稳缺陷产生的概率.

LD列阵泵浦的Nd:YAG和Nd:GdVO4连续激光器

介绍了一种二极管侧面泵浦激光头的新结构，用Nd:YAG晶体作为工作物质，将此结构下激光头的输入输出性能与传统结构下的输入输出性能进行了比较。此外利用这种新结构，对一种新型晶体Nd:GdVO4进行了实验，获得了连续1064nm的激光输出42.6W，最大光光效率为23.7％。

Fiber Optic Coupling of CW Linear Laser Diode Array

Based on a set of microoptics the output radiation from a continuous wave (CW) linear laser diode array is coupled into a multi-mode optical fiber of 400 ptm diameter. The CW linear laser diode array is a 1 cm laser diode bar with 19 stripes with 100 fxm aperture spaced on 500 (xm centers. The coupling system contains packaged laser diode bar, fast axis collimator, slow axis collimation array, beam transformation system and focusing system. The high brightness, high power density and single fiber output of a laser diode bar is achieved. The coupling efficiency is 65% and the power density is up to 1.03 * 10~4 W/cm~2.

GaAs／Si／AlAs异质结不同生长温度Si夹层分布的CV实验研究

用MBE生长设备制造了GaAs/Si/AlAs异质结，通过CV法研究了异质结的带阶和GaAs层在不同温度下生长对0．5分子层Si夹层的影响，得到Si夹层的空间分布随GaAs层生长温度的升高而由局域变为弥散的温度效应。

基于InP／空气隙布拉格反射镜的长波长谐振腔光电探测器

报道了一种长波长的InP基谐振腔(RCE)光电探测器．采用选择性湿法刻蚀，制备出基于InP／空气隙的分布布拉格反射镜，并将该结构的反射镜引人RCE光电探测器．制备的器件在波长1.510μm处获得了约59％的峰值量子效率，以及8GHz的3dB响应带宽，其中器件的台面面积为50μm * 50μm．

Co—Design of Monolithically Integrated Photo—Detectorand Optical—Receiver

A behavioral model of the photodiode is presented．The model describes the relationship between photocurrent and incident optical power，and it also illustrates the impact of the reverse bias to the variation of the junction capacitance．According to this model，the photodiode and a CMOS receiver circuit are simulated and designed simultaneously under a universal circuit simulation environment．