1.55μmSi_(1-x)Ge_x光波导与Si_(1-x)Ge_x/Si多量子阱探测器集成的优化设计

对１．５５μｍ波长的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ光波导和Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多量子阱（ＭＱＷ）红外探测器的集成器件结构进行了系统的分析和优化设计。优化结果为：１）对Ｓｉ１－ｘＧｅｘ光波导，Ｇｅ含量ｘ＝０．０５，脊宽、高和腐蚀深度分别为８、３和２．６μｍ；２）对Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多量子阱红外探测器，Ｇｅ含量ｘ＝０．５，探测器由厚度为５５０ｎｍ、２３个周期的６ｎｍＳｉ０．５Ｇｅ０．５＋１７ｎｍＳｉ组成，长度约２ｍｍ。结果表明，这种结构器件的内量子效率可达８８％。     

Si1—xGex／Si脊形波导X型分支器的研制

采用分子束外延方法制作低损耗Ｓｉ１－ｘＧｅ／Ｓｉ异质结脊形光波导，在Ｘ型交叉波导上实现了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ光分支器的功能，设计中采用了ＳｉＧｅ大截面脊形波导的单模条件和交波导传输特性分析的结果。Ｘ型光分支器的实现为进下Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ光开关和光电调制器积累了经验。     

GexSi1—x／Si应变超晶格雪崩光电探测器的分析与优化设计

对ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ应变超晶格雪崩光电探测器进行了分析与优化设计，优化结构为：ｉ－Ｓｉ雪崩区厚是１．８～２μｍ；ｐ－Ｓｉ区的掺杂浓度是１０＾１８ｃｍ＾－３厚为１７ｎｍ超晶格总厚为３４０ｎｍ，它可探测１．３～１．６μｍ的红外光。     

硅基波导与GeSi／Si超晶格探测器之间光电集成器件的研制

用分子束外延法将ＧｅＳｉ／Ｓｉ超晶格结构生长在ｎ＾＋／ｎ Ｓｉ材料上，先后用反应离子刻蚀法形成探测器波志和硅脊波导，经适当工艺实现硅波导与ＰＩＮ探测器之间的光电集成，５Ｖ偏压下ＰＩＮ控制器的最小暗电流为０．８μＡ，最大光响应电流为２．７μＡ，最大总量子效率为１４％，工作波长为λ＝１．３μｍ。     

Si_（1－x）Ge_x／Si脊形波导X型分支器的研制

采用分子束外延方法制作低损耗Ｓｉ１－ｘＧｅ／Ｓｉ异质结脊形光波导,在Ｘ型交叉波导上实现了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ光分支器的功能．设计中采用了ＳｉＧｅ大截面脊形波导的单模条件和交叉波导传输特性分析的结果．Ｘ型光分支器的实现为进一步研制Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ光开关和光电调制器积累了经验．     

多量子阱光学波导中的模式截止

导出了两种材料构成的多量子阱光波导的模式截止方程，并讨论了Ｓｉ衬底上生长的应变ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ多量子阱光波导的模式截止特性。     

1.30μm／1.55μm SiGe多模干涉滤波器

用多模干涉原理分析和设计了光通信波长（１．３０μｍ～１．５５μｍ）的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ滤波器，并用模的传播分析方法对其传输特性进行了研究。结果发现，在Ｇｅ含量ｘ＝０．０４时，干涉区的脊高和宽度分别为６．３５μｍ和８μｍ。如果多模干涉区长度ＬＭ＝２３０２．５μｍ，可滤１．３０μｍ而通１．５５μｍ的波长。且具有３１ｄＢ的对比度和０．０１ｄＢ的插入损耗；如果多模干涉区长度ＬＭ＝２５１２．５μｍ，可滤１．５５μｍ而通１．３０μｍ的波长。具有１６ｄＢ的对比度和０．０９ｄＢ的插入损耗。     

GexSi1—x／Si和Ge／Si应变层超晶格

ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ和Ｇｅ／Ｓｉ应变层超晶格是半导体超晶格中新发展起来的一种类型．本文简要地介绍了这类超晶格在生长和物理特性方面的一些基本问题，列举了它在器件应用方面的例子．给出了共度生长时超晶格的临界厚度值，超晶格中ＧｅｘＳｉ１－ｘ合金层能隙随成分的变化，以及界面处的能带失配值等．最后介绍了由Ｇｅ，Ｓｉ原子层有序排列而组成的新晶体．     

AgGa(Se1-xSx)2晶体组分和光学性能

制备了组分ｘ＝０．２,０．５,０．７５的ＡｇＧａ（Ｓｅ１－ｘＳｘ）２单晶体。报道了它的一些光学性能。计算表明,如采用１．０６μｍ光源泵浦Ａ（ｇＧａ（Ｓｅ１－ｘＳｘ）２晶体的Ⅰ型光能量振荡,当组分ｘ＝０．６５时便可获得１．４－１２μｍ连续调谐中红外光谱。     

硅衬底上锗硅合金光波导设计及工艺的优化考虑

报道用射频加热化学气相沉积法制备Ｓｉ／ＧｅＳｉ／Ｓｉ大断面单模脊形光波导中设计和工艺的进一步完善，ＧｅＳｉ合金层中Ｇｅ的含量Ｘ要满足脊形光波导是单模，光波导的数值，孔径接近单模光纤值，脊高小于临界厚度值等，计算表明兼顾上述三项要求应取ｘ＝１～３％，脊的高与宽受大断面及单模的制约。Ｓｉ的晶体结构使脊的二个腐蚀侧壁是斜坡，为此起始脊宽取５～６μｍ为宜；腐蚀液，抛光液的选取人保证脊则壁及波导面端的优良镜     

应变Si1—xGex层本征载流子浓度和有效态密度的温度特性分析

本计算了应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层的本征载流子浓度及导带和价带有效态密度。首次用解析的方法研究了它们与Ｇｅ组份ｘ和温度Ｔ的依赖关系。我们发现，随Ｇｅ组份ｘ的增加，由于Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层中应力的影响，导带和价带有效态密度随之快速减少，而本征载流子浓度却随之而近乎指数式地增加。而且，温度Ｔ越低，导带和价带有效态密度随Ｇｅ组份ｘ的增加而减少得越快，而本征载流子浓度上升得越快。同时，我们还发现，具有大Ｇｅ组     

GexSi1—x／Si异质结无间距定向耦合光开关模型分析

提出一种简便可行的ＧｅｘＳｉ１－ｘ异质结无间向耦合光开关（ＢＯＡ型－Ｂｉｆｕｒｃａｔｉｎ ＯｐｔｉｃａｌＡｃｔｉｖｅ）。该方法采用等离子体色散效应分析了这种光开关学调制查理；采用异质结超注原理分析了开关的电学性质，并根据曲单模脊形波导理论和上述，设计了利用双模干涉机制工作的Ｇｅ０．０５Ｓｉ０．９５／Ｓｉ异质结ＢＯＡ型光开并的结构参数和电学参数。     

ZnSe－ZnTe多量子阱室温下的反射型皮秒激子光双稳

本文首次研究了ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱在室温下的反射型皮秒激子光双稳，实验结果表明，ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱在室温下的反射型皮秒光双稳的阈值光强和对比度分别为１．１ＭＷ／ｃｍ２和６：１．根据测量得到的ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱在室温下的激子吸收光谱及激子的非线性吸收理论，归结ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱室温下的皮秒光双稳的主要非线性机理为ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱的激子饱和吸收引起的折射率变化．     

热稳定法拉第旋转TbYbBiIG磁光单晶及性能

采用高温溶液法，以Ｂｉ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３为助熔剂成功地生长出掺铋复合稀土铁石榴石（ＴｂＹｂＢｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２（简称ＴｂＹｂＢｉＩＧ）晶体。晶体外形规则，最大尺寸为７×６×４ｍｍ３，Ｘ射线衍射分析证实，生长的晶体为ＴｂＹｂＢｉＩＧ单相单晶体，扫描电镜能谱分析其组成为Ｔｂ２．０６Ｙｂ０．４６Ｂｉ０．４８Ｆｅ５Ｏ１２。在１．０μｍ～１．７μｍ波段测量出晶体法拉第旋转谱和光吸收谱。当λ＝１．５５μｍ时，在１０°Ｃ～８０°Ｃ温度范围内测得法拉第旋转θＦ的温度系数为ｄθＦ／ｄＴ＝－２．３×１０－２ｄｅｇ·ｍｍ－１Ｋ－１。研究结果表明，ＴｂＹｂＢｉＩＧ单晶体在近红外波段θＦ约为ＹＩＧ单晶的３倍，温度系数小，是制作高性能光隔离器的一种好材料     

Bi2201体系中Raman散射、微结构和输运性质研究

利用Ｘ－光衍射,电子衍射,Ｒａｍａｎ散射和电阻率等手段对多晶样品Ｂｉ１．８Ｐｂ０．２Ｓｒ２Ｃｕ１－ｘＦｅｘＯｙ,Ｂｉ１．８Ｐｂ０．２Ｓｒ１．６＋ｘＬａ０．４－ｘＣｕ１－ｘＦｅｘＯｙ的结构和性能进行了研究。结果表明：Ｂｉ２２０１体系的调制特征与客外氧的多少无关,６２５ｃｍ＾－１附近的Ｒａｍａｎ峰受‘电荷转移’效应和调制结构变化的显著影响,晶体的微结构变化强烈影响体系的超电性和输运性质。     

Ge_xSi_（1－x）／Si异质结无间距定向耦合光开关模型分析

提出一种简便可行的ＧｅｘＳｉ１－ｘ异质结无间距定向耦合光开关（ＢＯＡ型－ＢｉｆｕｒｃａｔｉｏｎＯｐｔｉｃａｌＡｃｔｉｖｅ）模型分析方法。该方法采用等离子体包散效应分析了这种光开关的电学调制机理；采用异质结超注原理分析了开关的电学性质；并根据典单模脊形波导理论和上述分析，设计了利用双模干涉机制工作的Ｇｅ０．０５ＳＩ０．９５／Ｓｉ异质结ＢＯＡ型光开关的结构参数和电学参数。     

Siδ掺杂AlxGa1—xAs／GaAs异质结二维电子气的SdH振荡研究

使用分子束外延方法生长了一种新的基于Ｓｉδ掺杂的ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ／ＧａＡｓ异质结，测量了０．３－３０Ｋ低温下异质结处二维电子气的横向磁阻、迁移率和Ｈａｌｌ电阻，磁阻的Ｓｈｕｂｎｉｋｏｖ－ｄｅ Ｈａｓｓ（ＳｄＨ）振荡非常明显。对振荡曲线作快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换分析，获得了二维电子气中每一子能带上占据的电子数密度和有效质量（ｍ＾＊０／ｍ０＝０．０７３，ｍ＾＊１／ｍ０＝０．０６８）。随温度降低，子带     

Si_（1－x）Ge_x／Si量子阱发光材料的分子束外延生长及其结构研究

采用固源Ｓｉ分子束外延，在较高的生长温度于Ｓｉ（１００）衬底上制备出Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ量子阱发光材料．发光样品的质量和特性通过卢瑟福背散射、Ｘ射线双晶衍射及光致发光评估．背散射实验中观察到应变超晶格的反常沟道效应；Ｘ射线分析表明材料的生长是共度的、无应力释放的，结晶完整性好．低温光致发光主要是外延合金量子阱中带边激子的无声发射和横光学声子参与的激子复合．并讨论了生长温度对量于阱发光的影响．     

Ⅱ—Ⅵ族稀磁半导体ZnSe／Zn1—xMnxSe超晶格中的应力效应

本文通过Ⅱ－Ⅵ族稀磁半导体超晶格ＺｎＳｅ／Ｚｎ１－ｘＭｎｘＳｅ的光致发光谱的测量，对其应力效应进行了讨论。样品的组分ｘ＝０．２，０．３，０．４，测量温度为Ｔ＝１１￣３００Ｋ。结果表明：由于应力效应，ＺｎＳｅ／Ｚｎ１－ｘＭｎｘＳｅ超晶格中的激子能量随ｘ值增加而发生红移。在相同组分下，不同阱、垒宽度比使应力的分布产生明显变化，从而影响超晶格中激子能量。实验与理论计算结果相一致。超晶格中光致发光峰随温度     

应变Si_（1－x）Ge_x层本征载流子浓度和有效态密度的温度特性分析

本文计算了应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层的本征载流子浓度及导带和价带有效态密度．首次用解析的方法研究了它们与Ｇｅ组份ｘ和温度Ｔ的依赖关系．我们发现，随Ｇｅ组份ｘ的增加，由于Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层中应力的影响，导带和价带有效态密度随之快速减少，而本征载流子浓度却随之而近乎指数式地增加．而且，温度Ｔ越低，导带和价带有效态密度随Ｇｅ组份ｘ的增加而减少得越快，而本征载流子浓度上升得越快．同时，我们还发现，具有大Ｇｅ组份ｘ的应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层，其用Ｓｉ的相应参数归一化的导带和价带有效态密度及它们的积与温度Ｔ的依赖关系弱，而具有小Ｇｅ组份ｘ的应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层，上述归一化参数与温度Ｔ的依赖关系强，这和目前仅有的文献［８］中它们于温度依赖关系的定性研究结果相一致．本文得到的定量结果对探索应变ＳｉＧｅ层的物理性质、对应变ＳｉＧｅ层基器件的设计、模拟及对低温ＳｉＧｅ器件物理的理解有重要意义．