多量子势垒双阻挡层结构对AlGaN 基深紫外激光二极管的性能优化

为提高AlGaN基深紫外激光二极管(Deep Ultraviolet Laser Diodes,DUV-LD)有源区内载流子浓度,减少载流子泄露,提出一种DUV-LD双阻挡层结构,相对于传统的单一电子阻挡层(Electron Blocking Layer, EBL)结构,又引入一空穴阻挡层(Hole Blocking Layer, HBL),仿真结果证明空穴阻挡层的应用能很好地减少空穴泄漏.同时又对双阻挡层改用五周期Al_0.98Ga_0.02N/Al_0.9Ga_0.1N多量子势垒层结构,结果显示与矩形EBL和HBL激光二极管相比,多量子势垒EBL和HBL激光二极管有更好的斜率效率,并且有源区内电子和空穴载流子浓度以及辐射复合速率都有效提高,其中多量子势垒EBL在阻挡电子泄露方面效果更显著.     

声光双稳系统中的混沌调制效应

由声光双稳系统的迭代模型出发,构造一种具有外部正弦信号调制的动力学系统,并数值研究声光双稳系统的混沌态在正弦调制下的动力学行为．结果表明,在正弦信号的调制下,系统状态呈现出间歇性混沌及多种演化模式,且随着调制幅度的增大,某些演化模式在一个调制周期内的出现次数增大,系统第一次出现周期窗口所需的迭代次数减小,系统状态的包络振幅增大．另外,调制频率的改变不影响系统的动力学性质,只改变系统演化模式的出现频率. 关键词：     

第一性原理研究Be-S共掺杂AlN纳米片的电子结构和光学性质

基于密度泛函理论体系下广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法计算了Be替代Al、S替代N和Be-S共掺杂对氮化铝纳米片的电子结构和光学性质的影响.计算结果表明,掺杂改变了氮化铝纳米片的带隙,但仍显示半导体特性. Be掺杂类型对氮化铝纳米片的晶体结构影响不大,而S掺杂和Be-S共掺杂都使得氮化铝纳米片有不同程度的弯曲.同时Be-S共掺杂中S原子起到激活受主杂质Be原子的作用,使得受主能级向低能方向移动.共掺杂比单掺杂具有更高的受主原子浓度,并减小局域化程度.光学性质也发生较大改变:S原子掺杂氮化铝纳米片的介电函数虚部出现第二介电峰,Be掺杂和Be-S共掺杂使得损失谱的能量区间有所展宽,峰值降低并向高能区移动.     

Reduction of Electron Leakage in a Deep Ultraviolet Nitride Laser Diode with a Double-Tapered Electron Blocking Layer

A double-tapered AlGaN electron blocking layer (EBL) is proposed to apply in a deep ultraviolet semiconductor laser diode. Compared with the inverse double-tapered EBL, the laser with the double-tapered EBL shows a higher slope efficiency, which indicates that effective enhancement in the transportation of electrons and holes is achieved. Particularly, comparisons among the double-tapered EBL, the inverse double-tapered EBL, the singletapered EBL and the inverse single-tapered EBL show that the double-tapered EBL has the best performance in terms of current leakage.     

AlN晶体物理气相传输法生长坩埚的热场分析

采用物理气相传输法在钨制坩埚上制备AlN单晶.通过采用COMSOL软件中的固体传热和磁场模块,对AlN晶体生长的坩埚的热场进行仿真,同时针对不同的线圈直径以及不同的线圈位置对坩埚热场的影响进行模拟,提出了相应的处理方式.结果表明:当线圈直径增大,坩埚结晶区和升华区的温度在相同的加热时间下会增加,并且增加的温度存在峰值.当线圈的垂直位置发生变化的时候,结晶区和升华区的温度场也会发生变化,从上向下移动的过程中仍然存在温度的峰值,并且结晶区和升华区的温度关系会发生翻转,导致温度梯度阻碍晶体生长.在晶体生长过程中升华区和结晶区的温度关系依旧会发生翻转.但是通过线圈跟随籽晶表面生长层的变厚而同步移动,可以保持相对稳定的温度关系,维持晶体正常持续生长.     

有源区掺杂的AlGaN基深紫外激光二极管性能优化

为了改善深紫外激光二极管的性能,本文提出了有源区量子势垒n掺杂、p掺杂和n-p掺杂三种结构.利用Crosslight软件,对原始结构和有源区掺杂的三种结构进行仿真研究,比较四种结构的P-I特性曲线、V-I特性曲线、载流子浓度、辐射复合速率和能带图.仿真结果表明,有源区量子势垒n-p掺杂结构的性能更优,其阈值电压和阈值电流分别为4.40V和23.8mA;辐射复合速率达到1.64×10²⁸cm^-3/s;同一注入电流下电光转换效率达到42.1%,比原始结构增加了3.9%;改善了深紫外激光二极管的工作性能.     

声光双稳态系统浑沌的外周期激励控制

本文针对声光双稳系统中的浑沌态,提出了外周期激励控制方法,数值模拟表明,适当选择注入信号强度,可以实现对浑沌系统的控制.通过计算我们还分析了噪音和系统的浑沌程度对浑沌控制的影响.     

利用W形空穴阻挡层降低AlGaN基深紫外激光二极管的空穴泄露

本文设计了V形和W形的空穴阻挡层(HBL)结构,改善空穴在AlGaN基深紫外激光二极管(DUV-LD)n型区的泄露问题.使用Crosslight软件,将参考型矩形、V形和W形三种空穴阻挡层结构进行仿真研究,分别比较了三种不同结构的DUV-LD能带、n区空穴浓度、辐射复合率、电光转换效率、有源区载流子浓度等特性,结果表明,具有W形空穴阻挡层的DUV-LD拥有更高的空穴有效势垒高度、更高的辐射复合率、更低的空穴泄露以及更好的斜率效率,可以有效降低深紫外激光二极管在n型区的空穴泄露,提升其光学和电学性能.