纳米硅镶嵌氮化硅薄膜的制备及非线性光学性质研究

采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理技术制备纳米硅镶嵌氮化硅（nc-Si/SiNx）复合薄膜。通过X射线能谱（EDS）、红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）及紫外-可见吸收光谱（UV-vis）的测定,对薄膜进行了组分、键合状态、结构及光学带隙的表征。采用皮秒激光运用单光束Z扫描技术开展了对该复合薄膜的非线性光学性质的研究,测得其三阶非线性折射率系数和非线性光吸收系数分别为10~(-8)esu和10~(-8)m/W量级,并将薄膜这种三阶光学非线性增强的原因归因于量子限域效应。

电吸收调制激光器集成芯片的高频测试

提出了一种精确测试电吸收调制激光器(EML)集成芯片高频特性的方法。待测芯片制作在带有微带线的热沉上,同时采用光探测器作为光电转换器,二者构成待测双口网络。被测双口网络的一端是共面线,使用微波探针作为测试夹具加载信号,另一端是同轴线,两个测试端口不同,不能采用简单的同轴校准方法校准待测系统。测试过程中采用扩展的开路-短路-负载(OSL)误差校准技术对集成器件的测试夹具微波探针进行校准,扣除了测试中使用的微波探针对集成光源高频特性的影响,同时采用光外差的方法扣除了高速光探测器的频率响应对结果的影响,得到集成光源散射参数的精确测试结果。

单纵模多环形腔掺铒光纤激光器及其稳定性

介绍了一种多环形腔结构(MRC)的单纵模(SLM)掺铒光纤激光器(EDFL)。这种激光器通过在主环形腔中插入充当模式滤波器的三个长度不等的无源次级环形腔, 并结合腔内光纤布拉格光栅(FBG)形成多环形腔掺铒光纤激光器结构, 多环形谐振腔可保证激光器的单纵模输出。讨论了使激光器运行在单纵模状态的谐振腔理论。同时, 为了提高系统输出的频率稳定性, 采用外光注入方法有效地抑制了模式跳变和拍噪声, 改善了输出谱特性。实验得到在1550.225 nm处输出功率约3.6 dBm, 信噪比(SNR)>35 dB的单纵模输出光, 且测得线宽小于500 Hz。

硅基光电子学研究进展与趋势

近年来硅基光电子材料和器件受到高度的重视.利用外延生长和键合技术成功研制出硅基应变赝衬底、GexSi1-x/Si量子阱、高密度锗量子点、硅基InGaAsP/Si异质结,这些进展为硅基光电子器件提供了坚实的材料基础.同CMOS工艺相结合,实现了硅量子点1.17 μm的受激发射,研制出硅基Raman激光器、1.55 μm混合型激光器、高灵敏度的Si/Ge探测器、谐振腔增强型的SiGe光电二极管、调制频率30 GHz的SOI CMOS光学调制器和16×16的SOI光开关阵列等.硅光电子学将在光通信、光计算等领域获得重要应用.本文综述了国内外硅基光电子材料和器件的进展、我们的研究结果和硅基光电子学的发展趋势.

重掺B对应变SiGe材料能带结构的影响

硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)一般以重掺硼(B)的应变SiGe层作为基区.精确表征SiGe材料能带结构对SiGe HBT的设计具有重要的意义.在应变SiGe材料中,B的重掺杂一方面会因为重掺杂效应使带隙收缩,另一方面,B的引入还会部分补偿Ge引起的应变,从而改变应变引起的带隙变化.在重掺B的应变SiGe能带结构研究中,采用半经验方法,考虑了B的应变补偿作用对能带的影响,对Jain-Roulston模型进行修正,并分析了重掺杂引起的带隙收缩在导带和价带的分布.

掩埋型离子交换玻璃光波导的变分分析

用变分法对离子交换法制备的掺铒光波导的传播特性进行了分析,推导出了适用于掩埋型离子交换玻璃沟道光波导中场分布传播常量的变分表达式,构建了场分布的厄米-高斯型试探解,在两种不同实验条件下,采用变分法确定了试探解中的待定参量,获得光波导中的场分布,利用传播常量的变分公式和已确定的场分布计算得到了传播常量和有效折射率。计算数据表明

多段式半导体激光器的研究进展

综述了多段式半导体激光器的研究进展。按结构不同，将它们分为两段式、三段式和四段式激光器进行讨论。重点介绍了几类具有典型结构的单片式集成激光器，总结了它们的设计背景、设计目的、基本设计思想、性能特点和基本用途，讨论了这些器件结构的共同点，指出两段式、三段式和四段式激光器研究上的关联和各自的研究重点。分析了多段式半导体激光器的发展趋势，展望了它们的应用前景。

纳米硅镶嵌氮化硅薄膜的制备与光致发光特性

为研究氮化硅薄膜发光材料的制备工艺及其光致发光机制,实验采用射频磁控反应溅射技术与热退火处理制备了纳米硅镶嵌氮化硅薄膜材料.利用红外光谱(IR)、X射线衍射谱(XRD)、能谱(EDS)和光致发光谱(PL),对不同工艺条件下薄膜样品的成分、结构和发光特性进行研究,发现在制备的富硅氮化硅薄膜材料中形成了纳米硅颗粒,并计算出其平均尺寸.在510 nm光激发下,观察到纳米硅发光峰,对样品发光机制进行了讨论,认为其较强的发光起因于缺陷态和纳米硅发光.

高速率、低价位、智能化“3C”光网络呼唤Si基化、集成化SOC芯片

Si是微电子发展的无可替代基质材料，取之不尽，工艺成熟，立足于Si基材料，发展光网络SOC芯片，是突破上述困扰的重要途径。然而Si属间接带隙，又为立方反演对称的非极性材料，不具优异的天然光学特性。人工改性是突破Si材料本征限制的根本出路，能带工程、纳米工程、局域化工程、光子工程以及声子工程的综合运用，有望实现Si基化全光波长变换器，高速率全光开关乃至Si基激光器，为Si基化、集成化光网络SOC芯片的发展奠定基础，并将开拓出一门崭新的Si基集成光子学。

硅基键合InP-InGaAsP量子阱连续激光器的研制

采用键合技术在Si基上制备了InP-InGaAsP量子阱激光器,实现了电注入室温连续工作.采用低温直接键合的方法,将Si衬底和InP-InGaAsP外延片键合在一起,并制成条宽6μm的脊波导边发射激光器.室温连续工作的1.55μm激光器阈值电流为48mA,对应的阈值电流密度和微分电阻分别为2.13kA/cm~2和5.8Ω,在约220mA时输出光功率达15mW.

InP基长波长光发射OEIC材料的MOCVD生长

为了生长制作器件所需的外延片,采用低压金属有机物化学气相沉积方法在半绝缘InP衬底上生长了InP/InGaAs异质结双极晶体管(HBT)结构、1.55μm多量子阱激光二极管以及两者集成的光发射光电集成电路材料结构.激光器结构的生长温度为655℃,有源区为5个周期的InGaAsP/ InGaAsP多量子阱(阱区λ＝1.6μm,垒区λ＝1.28μm);HBT结构则采用550℃低温生长,其中基区采用Zn掺杂,掺杂浓度约为2×1019cm-3.对生长的各种结构分别进行了X射线双晶衍射,光致发光谱和二次离子质谱仪的测试,结果表明所生长的材料结构已满足制作器件的要求.

离子束外延制备GaAs:Gd薄膜

室温务件下，用低能离子束外延制备了GaAs

低能离子束方法制备Fe组分渐变的Fe-Si薄膜

利用质量分离的低能离子束技术，获得了Fe组分渐变的Fe-Si薄膜。利用俄歇电子能谱法(AEs)、x射线衍射法(XRD)以及x射线光电子能谱法(XPS)测试了薄膜的组分、结构特性。测试结果表明，在室温下制备的Fe-Si薄膜呈非晶态。非晶薄膜在400℃下退火20 rmn后晶化，没有Fe的硅化物相形成。退火后Fe-Si薄膜的Fe组分从表面向内部逐渐降低。

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.

新工艺生长的InGaN量子点的结构与电学性质研究

利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，采用一种称为低温钝化的新生和方法成功地生长出多层InGaN/GaN量子点。这种方法是对GaN表面进行钝化并在低温下生长，从而增加表面吸附原子的迁移势垒。采用原子力显微镜清楚地观察到该方法生长的样品中岛状的量子点。从量子点样品的I-V特性曲线观察到了共振隧穿引起的负阻效应，其中的锯齿状峰形归因于零维量子点的共振隧穿。