调制掺杂的应变In0.60Ga0.40As/In0.52Al0.48As多量子阱结构的光致发光谱研究

报道了调制掺杂的应变In_0.60Ga_0.40As/In_0.52Al_0.48As多量子阱中室温光致发光光谱.观察到n=1和2电子子带到n=1重空穴子带的强发光峰.在低温下可以观察到n=1电子子带到n=1轻空穴弱发光肩胛.通过对发光强度随激发功率及温度依赖关系以及理论模型的分析研究,认为该调制掺杂量子阱中辐射复合效率降低的主要机制是应变失配位错对载流子的陷阱作用.界面上的失配位错是陷阱的主要来源.并用静态的光致发光理论模型 关键词：     

In_(0.22)Ga_(0.78)As/GaAs量子阱光致发光谱电子辐照效应研究

对未掺杂的In_(0.22)Ga_(0.78)As/GaAs量子阱材料开展了能量为1 MeV、电子注量达1×1016/cm~2的电子束辐照实验。实验结果显示,电子束轰击量子阱材料,通过能量传递在材料中引入缺陷,导致光致发光减弱;电子束辐照后的量子阱中同时存在应力释放和原子互混现象,导致量子阱的发光峰先红移后蓝移;辐照后的量子阱发光波长取决于应变弛豫和扩散的共同作用。     

0.15-μm T-gate In_(0.52)Al_(0.48)As/In_(0.53)Ga_(0.47)As InP-based HEMT with fmax of 390 GHz

In this paper, 0.15-μm gate-length In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As InP-based high electron mobility transistors （HEMTs） each with a gate-width of 2×50 μm are designed and fabricated. Their excellent DC and RF characterizations are demonstrated. Their full channel currents and extrinsic maximum transconductance （gm,max） values are measured to be 681 mA/mm and 952 mS/mm, respectively. The off-state gate-to-drain breakdown voltage （BVGD） defined at a gate current of-1 mA/mm is 2.85 V. Additionally, a current-gain cut-off frequency （fT） of 164 GHz and a maximum oscillation frequency （fmax） of 390 GHz are successfully obtained; moreover, the fmax of our device is one of the highest values in the reported 0.15-μm gate-length lattice-matched InP-based HEMTs operating in a millimeter wave frequency range. The high gm,max, BVGD, fmax, and channel current collectively make this device a good candidate for high frequency power applications.     

赝形In_xGa_(1-x)As/In_(0.52)Al_(0.48)As异质结构中二维电子气的回旋共振光谱研究

采用回旋共振光谱方法，同时获得了具有较高电子气浓度的赝形Ｉｎ０８０Ｇａ０２０Ａｓ／Ｉｎ０５３Ｇａ０４７Ａｓ／Ｉｎ０５２Ａｌ０４８ＡｓＨＥＭＴ结构中最低两个子能带的费密面附近电子有效质量、散射时间和迁移率．观察到该系统中能带非抛物性和波函数穿透所导致的电子回旋有效质量的显著增大效应，以及合金无序势和电离杂质散射所引起的电子散射时间和迁移率明显的子带依赖性     

InGaAsN量子阱的光致发光谱研究(英文)

我们测量了低N组分的InGaAsN/InGaAs/GaAs量子阱材料的光致发光(PL)谱,测量温度范围从13K到300K。实验结果显示,InGaAsN的PL谱的主峰值的能量位置随温度的变化呈现出反常的S型温度依赖关系。用Varshni经验公式对实验数据进行拟合之后,发现在低温下InGaAsN量子阱中的载流子是处于局域态的。此外,我们还测量了样品在不同的温度、不同的能量位置的瞬态谱,结果进一步证实了:在低温下,InGaAsN的PL谱谱峰主要是局域态激子的复合发光占据主导地位,而且InGaAsN中的载流子局域态主要是由N等电子缺陷造成的涨落势引起的。     

三元合金Ga_(0.52)In_(0.48)P的喇曼散射谱

采用室温下微区Raman散射方法 ,观测到了GaInP2 的LO双模行为和禁戒的TO模 ,由于晶格有序导致晶体对称性从Td 降低为C3v,从而使禁戒的TO模变为Raman活性。在所有的样品中都观测到了由晶格无序激活的DALA模。在有序样品中 ,除观测到了二级Raman散射峰LO1+LO2 以外 ,还观测到了由超晶格效应所导致的FLA折叠模和LO模的分裂。对LO模峰谷比b/a的分析表明 ,随着晶格有序度的增加 ,b/a值减小。这是因为 :一方面主要是由于禁戒的TO模变为Raman活性所引起的 ,另一方面 ,还可能有LO1模和LO2 模分裂的贡献。在实验上 ,可以用b/a值或FLA的强度来表示样品的有序度。     

GaAs/Al_(0.23)Ga_(0.77)As双量子阱的带边不连续性和阱间耦合

本文报道在300和77K对一组具有不同垒宽Lb的GaAs/Al_(0.23)Ga_(0.77)As双量子阱样品的光调制反射谱(PR)的研究结果。除观察到11H,11L和22H等容许跃迁外,同时还识别一个从Al_(0.23)Ga_(0.77)As价带顶至量子阱第一电子束缚能级的跃迁,另一个从量子阱第一轻空穴束缚能级至Al_(0.23)Ga_(0.77)As导带底的跃迁。利用这些跃迁确定导带边不连续性为0.63。对Lb≤40实验观察到11H和11L跃迁都明显地分裂成对称和反对称分量,对分裂大小的实验值与理论计算作了比较。在77K的11H的PR谱中在高能端明显地出现一个肩形峰,其形状不能用PR标准线形来拟合。如认为它对应于带间跃迁,并由此估计激子的束缚能约为8meV。     

p-i-nInP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP探测器结构优化

利用半导体仿真工具Silvaco对p-i-n InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP近红外光探测器进行优化仿真.参考实际器件对红外探测器进行建模,并将其暗电流、光谱响应仿真结果与实验结果进行拟合,保证仿真结果的有效性.以减小探测器的暗电流为目的,优化其结构.针对探测器吸收层厚度和吸收层掺杂浓度对暗电流、光响应的影响进行研究,发现当吸收层厚度大于0.3μm后,暗电流不再上升,但光响应随着吸收层厚度的增加而增大;当吸收层掺杂浓度不断上升时,器件暗电流不断降低,当掺杂浓度上升到2×1017/cm3时,暗电流达到最低值.本文还研究了p-i-n型探测器的瞬态响应,探究了响应速度与反偏电压之间的关系,发现提高反偏电压能减小探测器响应时间.     

InAlAs浓度对In_(0.83)Al_(0.17)As/In_(0.83)Ga_(0.17)As红外探测器特性的影响北大核心CSCD

红外探测器的性能受内部结构各层掺杂浓度的影响,而倍增层掺杂浓度会明显改变器件的性能。为了降低暗电流,提高器件性能,采用三元化合物In_(0.83)Al_(0.17)As作为倍增层材料,借助仿真软件Silvaco详细研究了In_(0.83)Al_(0.17)As/In_(0.83)Ga_(0.17)As红外探测器的倍增层掺杂浓度对器件电场强度、电流特性和光响应度的影响规律。结果表明,随着倍增层掺杂浓度的增加,器件倍增层内的电场强度峰值增加,同时,器件的暗电流与光响应度减小。进一步研究发现,当倍增层掺杂浓度为2×10^(16) cm^(−3)时,器件获得最优性能,暗电流密度为0.62144 A/cm^(2),在波长为1.5μm时,光响应度和比探测率分别为0.9544 A/W和1.9475×10^(9) cmHz^(1/2)W^(−1)。     

生长温度对In_(0.5)Ga_(0.5)As/GaAs量子点尺寸的影响

采用分子束外延(MBE)技术制备In_(0.5)Ga_(0.5)As/GaAs量子点,利用扫描隧道显微镜(STM)对不同衬底温度下生长的样品进行表征分析.研究表明量子点密度随温度升高先增大后减小,其尺寸随温度的升高而增大.另外,量子点以S-K模式生长并受Ostwald熟化机制影响,其尺寸增大所需的能量来自应变能和温度提供的能量,高温条件下表面原子的解吸附作用会限制量子点的生长.     

生长温度对In_(0.5)Ga_(0.5)As/GaAs量子点尺寸的影响

采用分子束外延(MBE)技术制备In_(0.5)Ga_(0.5)As/GaAs量子点,利用扫描隧道显微镜(STM)对不同衬底温度下生长的样品进行表征分析.研究表明量子点密度随温度升高先增大后减小,其尺寸随温度的升高而增大.另外,量子点以S-K模式生长并受Ostwald熟化机制影响,其尺寸增大所需的能量来自应变能和温度提供的能量,高温条件下表面原子的解吸附作用会限制量子点的生长.     

生长温度对In_(0.5)Ga_(0.5)As/GaAs量子点尺寸的影响

采用分子束外延(MBE)技术制备In_(0.5)Ga_(0.5)As/GaAs量子点,利用扫描隧道显微镜(STM)对不同衬底温度下生长的样品进行表征分析.研究表明量子点密度随温度升高先增大后减小,其尺寸随温度的升高而增大.另外,量子点以S-K模式生长并受Ostwald熟化机制影响,其尺寸增大所需的能量来自应变能和温度提供的能量,高温条件下表面原子的解吸附作用会限制量子点的生长.     

In0.53Ga0.47AS/In0.52Al0.48As量子阱中的正磁电阻效应

在低温强磁场条件下,对In0.53 Ga0.47 As/In0.52AI0.48As量子阱中的二维电子气进行了磁输运测试.在低磁场范围内观察到正磁电阻效应,在高磁场下这一正磁电阻趋于饱和,分析表明这一现象与二维电子气中的电子占据两个子带有关.在考虑了两个子带之间的散射效应后,通过分析低磁场下的正磁电阻,得到了每个子带电子的迁移率,结果表明第二子带电子的迁移率高于第一子带电子的迁移率.进一步分析表明,这主要是由两个子带之间的散射引起的.     

InGaAs/GaAs应变量子阱的光谱研究

分别用光致发光谱（PL），光伏谱（PV）及时间分辨谱（TRPL）的方法，测量了应变InGaAs/GaAs单量子阱和多量子阱在不同温度下的光谱，发现单量子阱与多量子阱有不同的光学4性质。多量子阱PL谱发光峰和PV谱激子峰的强度与半高宽都比单量子阱的大，但单量子阱的半高宽随着温度的升高增大很快，这是由激子－声子耦合引起的，通过时间分辨谱研究发现了量子阱子能级之间的跃迁，多量子阱的发光寿命明显比单量子阱的长，我们利用形变势模型对量子阱的能带进行了计算，很好地解释了实验结果。     

In_(0.53)Ga_(0.47)As光电探测器量子效率的理论仿真分析

研究了材料参数对In0.53Ga0.47As光电探测器量子效率的影响。分析发现量子效率的变化主要取决于入射光的方向,P区与N区载流子浓度以及各区的表面复合速度和厚度。当光从P区入射时,P区载流子的表面复合速度、载流子浓度以及厚度对量子效率均产生极大的影响。N区材料参数对量子效率也有轻微的影响。在高载流子浓度范围内(n1017cm-3),表面复合速度和厚度是主要影响因素。当光从N区入射时,载流子浓度n1017cm-3时,N区表面复合速度为影响量子效率的主要因素;而当载流子浓度n1016cm-3时,对量子效率产生影响的主要因素为材料厚度。     

压电调制反射光谱研究GaAs/Al0.29Ga0.71 As单量子阱

报道了压电调制反射测量系统的建立,应用该系统获得了势阱宽度分别为5nm和25nm的两个GaAs/Al0.29Ga0.71As单量子阱的压电调制反射谱.从图谱中可以看出,在室温下能够较容易地分辨出和轻、重空穴相关联的子带跃迁.在阱宽25nm的样品中还观察到了自旋-轨道跃迁.利用有效质量理论近似计算,对量子阱样品的图谱结构进行了指认,发现实验值和计算值能够较好地符合.     

两个子带占据的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱中填充因子的变化规律

研究了低温(1.5K)和强磁场(0-13T)条件下,InP基In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱中电子占据两个子带时填充因子随磁场的变化规律.结果表明,在电子自旋分裂能远小于朗道能级展宽的情况下,如果两个子带分裂能是朗道分裂能的整数倍时,即⊿E21=κ*ωc(其中κ为整数),填充因子为偶数;当两个子带分裂能为朗道分裂能的半奇数倍时,即⊿E21=(2κ 1*ω/2,填充因子出现奇数.     

MBE GaAs_(1-x)Sb_x/GaAs应变层量子阱的光调制反射光谱

本文采用光调制反射光谱技术研究了MBEGaAs_(1-x)Sb_x/GaAs应变层量子阱。通过实验分析和理论上对受应力作用后能带结构的估算,确认在这一系统中流体静压力作用引起的能带结构变化主要出现在导带上,同时也证实了GaAs_(1-x)Sb_x/GaAs应变层量子阱属于第Ⅱ型量子阱结构。实验结果与理论估算符合很好。