双折射对基于半导体光放大器的干涉型器件性能影响的模拟分析研究

分析了半导体光放大器中双折射对基于半导体光放大器的干涉型器件性能的影响，对基于半导体光放大器的马赫－曾德尔型波长转换器的理论计算表明，当半导体光放大器有双折射存在时，消光比不仅要比无双折射的要低，而且还随着探测光的偏振态而改变，变化幅度可大于10 dB。提出了减小双折射对干涉型器件影响的方案，并且分析了实现对增益和对相位变化同时具有偏振不灵敏的半导体光放大器的可能性。

SOI梯形截面光波导的模式分析

采用有效折射率和转移矩阵理论相结合的方法得到了SOI梯形光波导的本征模方程。计算得到的有效折射率与WKB法相比误差不超过10~(-5)，其垂直方向电场分布与BPM模拟结果基本相符。首次得到了SOI梯形波导的单模曲线和其近似解析表达式，此结果与修正的WKB法一致。

R面、C面蓝宝石上生长的InGaN多层量子点的发光性质研究

采用表面钝化和MOCVD低温生长在蓝宝石（0001）面（即C面）和蓝宝石(1(1-bar)02)面（即R面）上形成了InGaN量子点，并构成了该量子点的多层结构。原子力显微镜测试的结果表明单层InGaN量子点平均宽约40nm，高约15nm；而多层量子点上层的量子点则比单层的InGaN量子点大。R面蓝宝石衬底上生长的InGaN量子点和C面蓝宝石衬底上生长的InGaN量子点相比，其PL谱不仅强度高，而且没有多峰结构。这是由于在C面蓝宝石衬底上生长的InGaN/GaN多层量子点沿生长方向[0001]存在较强的内建电场，而在R面蓝宝石衬底上得到的多层量子点沿着生长方向[11(2-bar)0]没有内建电场。InGaN量子点变温光致发光（PL）谱研究发现量子点相关的峰有快速红移现象，这是量子点系统所特有的PL谱特征。用在R面蓝宝石上生长的InGaN量子点作有源层有望避免内建电场的影响，得到高量子效率且发光波长稳定的发光器件。

半导体纳米结构的可控生长

应用MBE技术和SK生长模式，通过对研究材料体系的应力分布设计，生长动力学研究和生长工艺优化，实现了In(Ga)As/GaAs,InAlAs/AlGaAs/GaAs和InAs/InAl(Ga)As/InP无缺陷量子点（线）的尺寸、形状、密度和分布有序性的可控生长，这对进一步的器件应用特别重要。讨论了半导体纳米结构的空间有序性分布物理起因和退火的机制。

载流子吸收对SOI Mach-Zehnder干涉型电光调制器性能的影响

分析了载流子吸收对SOI材料制作的Y分支型Mach-Zehnder干涉型电光调制器/开关性能的影响，并提出了改进器件性能的一些措施。

热退火γ-Al_2O_3/Si异质结构薄膜质量改进

采用高真空MOCVD外延技术，利用TMA（Al(CH_3)_3）和O_2作为反应源，在Si(100)衬底上外延生长γ－Al_2O_3绝缘膜形成γ-Al_2O_3/Si异质结构材料。同时，引入外延后退火工艺以便改善γ-Al_2O_3薄膜的晶体质量及电学性能。测试结果表明，通过在O_2常压下的退火工艺可以有效地消除γ－Al_2O_3外延层的残余热应力及孪晶缺陷，改善外延层的晶体质量，同时可以提高MOS电容的抗击穿能力，降低漏电电流。

应变自组装InAlAs量子点材料和红光量子点激光器

通过提高量子点材料的质量和优化量子点激光器材料的结构，研制出高质量的应变自组装InAlAs/AlGaAs/GaAs量子点材料和低温连续激射的红光量子激光器。器件性能达到国际同类研究的最好水平。

一种具有平顶陡边响应的新型谐振腔增强型（RCE）光电探测器的理论分析及模拟

提出了一种适用于波分复用系统的具有平顶陡边响应的新型谐振腔强型（RCE）光电探测器结构，模拟得到了量子效率从峰值下降0.5dB的线宽1.8 nm，10 dB的线宽5.6 nm，20 dB的线宽10.4 nm，量子效率峰值99.7%，几乎没有凹陷的响应曲线。

3μm GaInNAs/GasAs Quantum Well Resonant Cavity Enhanced Photodetector

A 1.3μm GaInNAs resonant cavity enhanced (RCE) photodetector (PD) has been grown by molecular beam epitaxy (MBE) monolithically on (100) GaAs substrate using a home-made ion-removed dc-plasma cell as nitrogen source. A transfer matrix method was used to optimize the device structure. The absorption region is composed of three GaInNAs quantum wells separated by GaAs layers. Devices were isolated by etching 130μm-diameter mesas and filling polyamide into grooves. The maximal quantum efficiency of the device is about 12% at 1.293μm. Full width at half maximum (FWHM) is 5.8nm and 3dB bandwidth is 304MHz. Dark current is 2 * 10~(-11) A at zero bias voltage. Further improvement of the performance of the RCE PD can be obtained by optimizing of the structure design and MBE growth conditions.

窄条宽化学气相沉积选区生长InP系材料波长调制的研究

采用窄条宽选区生长化学气相沉积（NSAG-MOCVD）技术在掩膜宽度0～40 μm范围内，获得波长漂移达177.5 nm的高质量的InGaAsP材料，经推导，获得各个生长区域的组份、应变和In，Ga的气相浓度增加因子的比值随掩膜条宽的变化关系，并且认为该比值在阈值掩膜宽度范围内，与III族分压比相关，大于阈值掩膜宽度范围内，与III族源无关，此外，对材料富In现象作了合理解释。

渐变应变偏振不灵敏半导体光学放大器

采用渐变应变有源区结构，制备出偏振不灵敏半导体光学放大器，工作电流在60～160mA范围内，其3dB带宽范围不小于35nm，偏振不灵敏度小于0.35dB，自发发射出光功率为0.18～3.9mW。

GAN_(1-x)P_x三元合金的MOCVD生长

用金属有机化学气相淀积技术在蓝宝石衬底上成功外延了高P组分的GaN_(1-x)P_x 三元合金。俄歇电子能谱深度剖面结果表明在GaN_(1-x)P_x 中P的掺入量最高达到20%且分布均匀；X射线光电子能谱价态分析证实了外延层中Ga-P键的存在。对不同P组分的GaN_(1-x)P_x 样品进行了低温光致发光（PL）测试，与来自GaN衬底的带边发射相比，随三元合金中P组分的变化，GaN_(1-x)P_x 的PL峰呈现出了不同程度的红移。在GaN_(1-x)P_x 的PL谱中没有观测到有关GaP的发射峰，表明该合金材料没有发生相分离。

大带宽半导体光学放大器的理论分析

提出一种新型的半导体光学放大器结构，并从增益谱和能带结构等角度分析其特征，得出其大带宽内偏振不灵敏的原因和规律。通过剖析该结构中有源区各部分的作用，得出大的张应变的引入主要是用于提高TM模的材料增益，获得偏振不灵敏和大的TE模带宽，减小制备难度。厚的无应变层的引入主要是为了改善有源层晶体质量，获得大的偏振不灵敏模式增益。

Improved Epitaxy of 3C-SiC Layers on Si(100) by New CVD/LPCVD System

Single crystalline 3C-SiC epitaxial layers are grown on φ50mm Si wafers by a new resistively heated CVD/LPCVD system, using SiH_4, C_2H_4 and H_2 as gas precursors. X-ray diffraction and Raman scattering measurements are used to investigate the crystallinity of the grown films. Electrical properties of the epitaxial 3C-SiC layers with thickness of 1 ～ 3μm are measured by Van der Pauw method. The improved Hall mobility reaches the highest value of 470cm~2/(V·s) at the carrier concentration of 7.7 * 10~(17)cm~(-3).

半导体材料研究的新进展

首先对作为现代信息社会的核心和基础的半导体材料在国民经济建设、社会可持续发展以及国家安全中的战略地位和作用进行了分析，进而介绍几种重要半导体材料如，硅材料、GaAs和InP单晶材料、半导体超晶格和量子阱材料、一维量子线、零维量子点半导体微材料、宽带隙半导体材料、光学微腔和光子晶体材料、量子比特构造和量子计算机用材料等目前达到的水平和器件应用概况及其发展趋势作了概述。最后，提出了发展我国半导体材料的建议。本文未涉及II－VI族宽禁带 与II－VI族窄禁带红外半导体材料、高效太阳电池材料Cu(In,Ga)Se_2、CuIn(Se,S)等以及发展迅速的有机半导体材料等。