PHOTOLUMINESCENCE STUDY OF GAAS/ALGAAS QUANTUM-WELL HETEROSTRUCTURE INTERFACES

Photoluminescence (PL) is used to study the interface properties of GaAs/AlGaAs quantum well (QW) heterostructures prepared by molecular beam epitaxy with growth interruption (GI). The discrete luminescence lines observed for the sample with GI are assigned to the splitting of the heavy-hole exciton associated with heterointerface islands with the lateral size greater than exciton diameter and mean height less than one monolayer, and the spectra have the Gaussian lineshapes. The results strongly support the microroughness model. We also study the temperature dependence of the exciton energies and find that excitons are localized at the interface roughness at low temperature even in the sample with GI. The lateral size of the microroughness of the GI sample is estimated to be less than 5 nm from the exciton localization energy.

InGaAsP/InGaP/AlGaAs大光学腔量子阱激光器的优化

本文对808nm InGaAsP/InGaP/AlGaAs材料的大光学腔结构激光器进行了理论优化.为确保激光器是单横模激射,我们使用传递矩阵的方法,分别计算了限制层和欧姆接触层厚度对TE2和TE0模式损耗的影响,对上下限制层和欧姆接触层的厚度进行了优化,其优化后的厚度分别为0.8,0.6和0.11μm.高折射率的欧姆接触层被低折射率的限制层和金属层包围形成了无源的次级波导,泄漏波在次级波导中形成了寄生模式.欧姆接触层厚度对模式损耗的影响是周期性的,当欧姆接触层厚度为该模式的λ1/4时发生第一次共振,发生共振的间隔为其垂直注入的泄漏波波长λ1的一半.

780nm InGaAsP/InGaP/AlGaAs高功率半导体激光器

采用MOCVD生长了InGaAsP/InGaP/AlGaAs材料系分别限制异质结构(SCH) 的高功率半导体激光器.对于厚度为10nm 的单量子阱,通过计算量子阱增益谱优化了器件的激射波长. 在室温下外延材料的荧光峰值波长为764nm,由于In原子的记忆效应(In carry-over effect)和As/P的替换作用使材料的InGaP/AlGaAs界面不陡峭,通过在InGaP/AlGaAs间长一层5nm的GaAsP大大改善了界面质量. 器件的阈值电流从界面改善前的560mA 减小到改善后的450mA, 斜率效率也从0.61W/A提高到了0.7W/A, 特别是单面最大输出功率已经从370mW 增加到了940mW,发生灾变性光学损伤时的工作电流已经由原来的1100mA 上升为1820mA.

大功率宽面808nm GaAsP／AlGaAs量子阱激光器分别限制结构设计

本文对有源区条宽100μm的GaAsP／AlGaAs 808nm量子阱激光器分别限制结构进行了理论分析和设计．选取了三种情况的波导层和限制层的铝组分，分别计算和分析了波导层厚度与激光器光限制因子、最大出光功率、垂直发散角和阈值电流密度的函数关系．根据计算结果可知

AlGaAs／GaAsHBT的设计与研制

分析了A1GaAs／GaAsHBT的原理和材料结构，详细介绍了AlGaAs／GaAsHBT的器件结构及工艺流程，并对两方面进行了优化，研制出了特性较好的AlGaAs／GaAsHBT，其电流放大系数达到180，是目前国内报道的最高水平；开启电压小于0.3V．

128×160元GaAs／AlGaAs多量子阱长波红外焦平面阵列

研制了128×160元GaAs／AlGaAs多量子阱红外焦平面阵列，它是目前国内报道的最大像元数的量子阱红外焦平面阵列，77K时，器件的平均黑体响应率Rv=2．81×10^7V／W，平均峰值探测率Dλ^＊=1．28×10^10cm·W^-1·Hz^1/2，峰值波长λp=8．1μm，器件的盲元率为1．22％．

GaAs/AlGaAs量子级联激光器

利用分子束外延方法生长了激射波长约为9μm的GaAs/Al0.45Ga0.55As量子级联激光器.条宽35μm,腔长2mm的器件准连续激射温度最高达120K,81K下未经收集效率修正的峰值功率超过70mW.

室温和350℃下注Mn的GaAs/AlGaAs超晶格的磁学性质

通过室温和350℃注Mn后热退火,在GaAs/AlGaAs超晶格中引入了不同的亚微米磁性颗粒.利用原子力显微镜、能量散射X射线谱、X射线衍射和交变梯度磁强计研究了该颗粒膜材料的结构和磁学性质.通过比较这些颗粒的饱和磁化强度、剩余磁化强度、矫顽力和剩磁比,发现350℃注Mn的样品含有MnGa和MnAs两种磁性颗粒,而室温注Mn的样品主要含有MnAs颗粒.

准连续17 kW 808 nm GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵

高功率激光二极管列阵广泛应用于抽运固体激光器.报道了17 kW GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵的设计、制作过程和测试结果.为了提高器件的输出功率,一方面采用宽波导量子阱外延结构,降低腔面光功率密度,提高单个激光条的输出功率,通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法进行材料生长,经过光刻、金属化、镀膜等工艺制备1 cm激光条,填充密度为80%,单个激光条输出功率达100 W以上;另一方面器件采用高密度叠层封装结构,提高器件的总输出功率,实现了160个激光条叠层封装,条间距0.5 mm.经测试,器件输出功率达17kW,峰值波长为807.6 nm,谱线宽度为4.9 nm.

High Power 808nm AlGaAs/GaAs Quantum Well Laser Diodes with Broad Waveguide

The 808nm laser diodes with a broad waveguide are designed and fabricated. The thickness of the Al_(0.35)-Ga_(0.65)As waveguide is increased to 0.9μm. In order to suppress the super modes, the thickness of the Al_(0.55)Ga_(0.45)As cladding layers is reduced to only 0.7μm while keeping the transverse radiation losses of the fundamental mode below 0.2cm~(-1). The structures are grown by metal organic chemical vapour deposition. The devices show excellent performances. The maximum output power of 10.2W in the 100μm broad-area laser diodes is obtained.

HF/CrO_3溶液对AlGaAs的选择性湿法刻蚀应用于楔型结构的制备

利用动态掩膜腐蚀技术，研究了HF/CrO_3腐蚀液对各种不同组分的Al_xGa_(1-x)As (x = 0.3, 0.5, 0.65)的腐蚀速率及腐蚀表面形貌。随着HF(48wt%)/CrO_3(33wt%)的体积比由0.01变化到0.138，相应的腐蚀液对Al_(0.8)Ga_(0.2)As/Al_(0.3)Ga_(0.7)As的选择性由179降到8.6；通过调节腐蚀液的选择性，在Al_(0.3)Ga_(0.7)As外延层上制备出了倾角从0.32°到6.61°的各种斜面。当HF(48wt%)/CrO_3(33wt%)的体积比为0.028时，Al组分分别为0.3、0.5和0.65时，相应的腐蚀表面的均方根粗糙度为1.8、9.1和19.3nm。另外，还分析了腐蚀机理与腐蚀表面形貌之间的关系。

A Single Mode 980nm InGaAs/GaAs/AlGaAs Large Optical Cavity Quantum Well Laser with Low Vertical Divergence Angle

To achieve high optical power as well as low vertical divergence angle, a new kind of optimized large optical cavity (LOC) structure is applied to a ridge waveguide 980nm InGaAs/GaAs/AlGaAs multi-quantum well laser. The optical power density in the waveguide is successfully reduced. The maximum output power is more than 400mW with a slope efficiency of 0.89W/A and the far-field vertical divergence angle is lowered to 23°.

粒子束辐照在AlGaAs/GaAs量子阱材料中引入的深能级缺陷

教育部骨干教师基金,国家自然科学基金