深能级杂质对光导半导体开关非线性特性的影响

建立了非线性GaAs光导开关深能级杂质瞬态模型的基本方程,获得了与实验现象定性吻合的电流输出,给出了平均载流子随时间演化的情况.分析结果表明,在考虑了深能级杂质的俘获、发射和碰撞电离后,有可能对非线性光导开关中发生的一系列现象做出解释,进一步的仔细分析将对非线性光导开关的设计和制作提供理论指导.     

非线性光导开关输出脉冲延迟时间的研究

利用非线性光导开关的雪崩注入模型，讨论了光导开关工作偏压、光导开关材料的深能级杂质浓度、光脉冲能量等参量对非线性光导开关输出脉冲延迟时间的影响，给出了一些有意义的结论。     

Ⅲ—Ⅴ族化合物发光材料中杂质与缺陷的测量方法

微量的杂质、缺陷或其复合体对半导体的物理性质有明显的影响,它们在禁带中形成浅杂质能级或深能级。本文综述关于浅能级的发光分析方法以及关于深能级杂质态的测量方法。     

高压GaAs光导开关的锁定及延迟效应机理分析

利用二维器件模拟程序MEDICI对GaAs光导开关（PCSS's)的动态非线性特性，特别是高场下呈现出的锁定及延迟效应的工作机制进行了仿真研究，仿真结果表明深能级陷阱能显著影响开关中的电场，载流子，电流密度等分布，引起电流的延迟，使开关中某些区域的电场动态增强，并足以达到雪崩的强度，从而引起载流子雪崩倍增，并在外电路的作用下，使开关进入锁定状态，仿真结果与实验现象基本相符，由此得出结论：高压GaAs光导开关实验中所观察到的锁定及延迟等现象均与开关材料中故意或非故障引入的深能级陷阱密切相关。     

GaAs,GaP中的深杂质能级

1、前言 对于半导体中深杂质能级的研究,近年来又重新活跃起来了。尤其是GaAs、GaP等发光材料中的深杂质能级,它决定发光效率的老化特性,对器件应用也很重要。同时由于深杂质能级同晶体缺陷(主要是点缺陷)之间有关系,也是表征晶体质量的参数之一。相对过去只用浅杂质浓度和迁移率来评价晶体的电学特性来说,深杂质能级的测定将会成为今后估价晶体的有力手段,因此,有必要建立可靠而简单的测量方法。 有关深杂质能级的理论研究固体物理领域中很早就进行过,但也有很多不清楚的地方。特别是有关半导体中陷阱中心的量子力学性质还很不清楚。目前还没有关于某些中心是发光还是非发光的理论论述。有关陷阱的中心理论是五十年代碱卤化物中的色心特性,特别是关于     

光导开关非线性导通时的载流子累加效应

利用半导体激光器作为触发源,对砷化镓光导开关进行了实验研究,重点研究了载流子累加效应对开关输出特性的影响。实验结果表明,光导开关的导通机制与内部载流子数的多少直接相关,当开关中的载流子数积累到雪崩碰撞电离条件,开关就会发生非线性导通。采用低能量光脉冲序列触发光导开关,获得了高功率输出,降低了开关非线性导通时的触发光能和偏置电压,对于光导开关的应用具有重要意义。     

半导体中的杂质能级

对于深能级杂质,通常的有效质量近似已不再成立。本文由Bloch波函数出发,应用赝势的概念,证明了杂质波函数及能级满足一等效的薛定谔方程。其中除包含通常的长程库仑位势外,还有一短程位势,后者随不同杂质原子而异。对浅能级杂质,它引起谷-轨道分裂,但对深能级杂质,它已不能看成微扰项了。我们讨论了这部分短程位势对杂质束缚能级的影响。只有当等效势阱深到足以单独地引起电子的共振散射或束缚态时,它对杂质束缚能级才有很明显的影响,束缚能级随此势阱加深而迅速增加。此外可以证明,短程作用的带间矩阵元可以近似用一等价带内排斥势来代替,当束缚能接近禁带宽度时,带间作用影响很大。我们指出,带间作用可以解释为什么杂质能够同时俘获电子和空穴。通过一个简单的例子,我们进行了具体的数值计算,并进一步分析了短程作用的影响。最后我们利用这个简单模型讨论了Cu,Ag,Au在Ge中的能级。     

有机固体中载流子陷阱的表征

有机固体包括有机分子晶体、非晶态有机固体、有机高聚物等.在有机固体中保持单个分子的特性,如吸收光谱;分子间的范德瓦耳斯相互作用能比较小,即使是单晶体,也容易产生结构欠序和杂质、晶界等缺陷.这些缺陷使电子价带与导带间的禁区中出现局域能级,导带的载流子(电子)或价带的载流子(空穴)会被局域于这些杂质或缺陷的附近,出现电荷存储现象,影响稳态和瞬态电导下的载流子输运,导致暗导的非欧姆性、载流子迁移率的下降、光导衰减时间大于光激发载流子的寿命等.多年来,这些一直被固体的电导和光导研究者所重视[1-6],并称这些局域能级为陷阱.…     

镓铝砷LED中的深能级及其对光电特性的影响

众所周知,杂质缺陷对半导体器件性能有很大的影响,所以引起人们极大的兴趣。所谓深能级,一般是指不易离化、电离能超过几个kT的能级。象半导体中Cu,Fe,Co,Ni过渡金属,氧,空位及其络合物都能形成电离能较大的深能级。     

二维GeSe纳米片五族和七族原子掺杂的受主和施主杂质态

采用第一性原理的计算方法研究GeSe纳米片结构掺杂V和VII族元素对其电子结构、形成能和跃迁能级的影响.结果表明：无论是掺杂V族还是VII族元素,体系的形成能均随杂质半径的增加而增加.V族元素掺杂体系的跃迁能级随杂质原子半径的增加而降低,而VII元素掺杂的体系却随杂质原子半径的增加而增加.其中,F、Cl、Br和I的掺杂为n型施主浅能级杂质,而N、P和As掺杂为p型受体深能级杂质.为相关的实验研究提供了理论参考.     

非线性光导开关的实验研究

本文简要介绍非线性光导开关的工作原理,重点报道作者对非线性光导开关输出特性的实验研究.比较了光导开关线性和非线性工作的输出特性,给出了非线性光导开关的输出电脉冲波形,研究了影响非线性光导开关输出电脉冲上升时间、延迟时间的因素,测得了偏压阈值与激励光脉冲能量阈值的关系,指出利用非线性光导开关研制成一种全新的、固态化的高压、高功率超短电脉冲产生器的可能性.     

高压超快光导开关输出电脉冲的瞬态分析

本文从载流子连续方程出发,根据高偏压光电开关中载流子的运动以迁移为主的特点,在不同的激励光脉冲参量和开关尺寸的情况下,对开关输出电脉冲的瞬时特性进行了数值计算,为光导开关的设计和实验研究提供了依据。     

用1064nm激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关的研究

报道了用1064nm激光脉冲触发电极间隙为8mm的半绝缘GaAs光电导开关的实验结果.在触发光能为1.9mJ,偏置电压分别为3kV和5kV条件下,光电导开关分别工作于线性和非线性模式,结果表明半绝缘GaAs光电导开关可以吸收1064nm波长的激光脉冲.讨论了半绝缘GaAs材料对1064nm激光脉冲的非本征吸收机制,指出GaAs材料禁带内的EL2深能级和双光子吸收对半绝缘GaAs吸收1064nm光脉冲起主导作用.     

新型高效率微带型光导开关脉冲产生器输出特性的研究

介绍了一种新型的高效率微带型光导开关超短电脉冲产生器结构。从理论上研究了这种产生器在高偏压工作的情况下，超短光脉冲和光导开关参量对输出电脉冲特性的影响，并给出了实验结果。     

用红外激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关的实验研究

 报道了用光子能量低于GaAs禁带宽度的红外激光脉冲，触发电极间隙为3mm和8mm的半绝缘GaAs光电导开关的实验结果。使用单脉冲能量为1.9mJ的1 064nm Nd:YAG激光触发开关， 在偏置电压分别为3kV和5kV条件下，光电导开关分别工作于线性和非线性模式。用900nm半导体激光器和1 530nm掺铒光纤激光器分别进行触发实验，得到了重复频率分别为5kHz和20MHz的电脉冲波形。结果表明，半绝缘GaAs光电导开关可以吸收大于本征吸收限波长红外激光脉冲。     

Resonant-optical-cavity photoconductive switch with 0.5% conversion efficiency and 1.0 W peak power

We report a new photoconductive switch having an average output power of 44 microW, an instantaneous bandwidth of approximately 300 GHz, an output pulse width of approximately 2.2 ps, a peak output power of approximately 1.0 W, and an optical-to-electrical conversion efficiency of approximately 0.5% when pumped by a palm-sized mode-locked free-space laser at lambda=780.6 nm with an average power of 8.7 mW and an optical pulse width of approximately -230 fs. The switch is made from an ErAs:GaAs epitaxial layer inside a resonant optical cavity and coupled to a planar three-turn square spiral antenna.     

雪崩倍增GaAs光电导太赫兹辐射源研究进展

在飞秒激光激励下用GaAs光电导开关作为太赫兹(THz)辐射天线, 已经广泛用于太赫兹时域光谱系统, 但目前国际上都是使用GaAs光电导开关的线性工作模式, 而GaAs光电导开关的雪崩倍增工作模式所输出的超快电脉冲功率容量远大于其线性工作模式, 迄今为止, 还没有人提出用雪崩倍增机理的GaAs 光电导开关作为辐射源产生THz电磁辐射. 本文探讨了用 雪崩倍增工作模式的GaAs光电导开关作为光电导天线产生THz电磁波的可能性及研究进展. 通过理论分析及实验研究, 在实验上实现了: 1) 利用nJ量级飞秒激光触发GaAs光电导天线, 可以进入雪崩倍增工作模式; 2) 利用光激发电荷畴的猝灭模式, 可以使GaAs光电导天线载流子雪崩倍增模式的延续时间(lock-on 时间)变短. 这为利用具有雪崩倍增机理的GaAs光电导天线产生强THz辐射奠定了基础.     

低导通电阻4H-SiC光导开关

研制了以4H-SiC为基底材料的同面型光导开关,研究了磷离子注入对器件性能的影响。测试结果表明,采用磷离子注入能够有效降低电极处的体电阻,光导开关单位电极间隙的最小导通电阻为3.17!/mm。实验研究了偏置电压和光脉冲能量对导通电阻的影响,在偏置电压10kV、光能量为30.5mJ的条件下,器件的输出功率超过2.0 MW。结果表明,研制的开关具有输出波形稳定、抖动小、功率大等特点。