分布反馈激光器实现室温连续工作

将光和载流子分开限制的分布反馈GaAs—GaAlAs二极管激光器,在直流偏压下,直到室温已成功地工作。该激光器受激发射单纵模的阈值电流密度在170°K时为0.94KA/cm~2,在300°K时为3.5KA/cm~2。     

硅中浅杂质的激光感应光电导谱

首次采用光子能量小于硅中浅受主杂质电离能的可调谐远红外激光器作为激发源,获得了硅中浅受主杂质的光电导谱.可调谐半导体远红外激光器的调谐范围为380～500cm~(-1),光子流密度约10~(18)/cm~2·sec,用双光子跃迁对光电导谱进行了解释.对于Si:Al样品,光电导谱中的双峰分别相应于2P~1和2P~2中间态的双光子共振跃迁.也观察到了双光子透明的反共振现象.     

2.9THz束缚态向连续态跃迁量子级联激光器研制

采用气源分子束外延技术生长了GaAs/AlGaAs束缚态向连续 态跃迁的太赫兹量子级联激光器材料, 基于半绝缘等离子体波导工艺制作了太赫兹量子级联激光器. 测量了激光器的发射光谱和功率-电流-电压关系曲线, 研究了器件的激光特性. 器件激射频率约2.95 THz, 脉冲模式下, 最高工作温度为67 K. 连续波模式下, 阈值电流密度最低为230 A/cm², 最大光输出功率1.2 mW, 最高工作温度为30 K. 关键词： 太赫兹 量子级联激光器 分子束外延 波导     

Nb_3Sn超导带材在高磁场下的临界电流

本文报告了扩散Nb_3Sn和气相沉积Nb_3Sn带材样品在4.2K、高磁场(～22T)下的临界电流测量结果,表明这两种材料具有良好的超导性能,在12T下,其Jc(Nb_3Sn)分别为3.0×10~3A/cm~2及2.9×10~5A/cm~2;在15T下分别为1.4×10~5A/cm~2及6.0×10~4A/cm~2.文中对测量结果进行了简要评价.     

液相处延法制做SiC蓝色发光二极管

用两种不同的液相外延(LPE)过程制备了SiC兰色发光二极管,介绍了具有不同杂质含量的二极管的发射光谱和效率的资料。迄今在室温下观察到的最高外量子效率为4×10~(-5)。电流100mA时发光度为0.5毫烛光(mcd),它对应于20A/cm~2的电流密度和单位立体角内光束的发光度。观察到15ftL/A/cm~2的亮度。     

Theoretical study of the optical gain characteristics of a Ge1-xSnx alloy for a short-wave infrared laser

Optical gain characteristics of Ge_(1_x)Snμx are simulated systematically.With an injection carrier concentration of 5×10~(18)/cm~3 at room temperature,the maximal optical gain of Ge_(0.922)Sn_(0.078) alloy(with n-type doping concentration being 5×10~(18)/cm~3) reaches 500 cm~(-1).Moreover,considering the free-carrier absorption effect,we find that there is an optimal injection carrier density to achieve a maximal net optical gain.A double heterostructure Ge_(0.554)Si_(0.289)Sn_(0.157)/Ge_(0.922)Sn_(0.078)/Ge_(0.554)Si_(0.289)Sn_(0.157) short-wave infrared laser diode is designed to achieve a high injection efficiency and low threshold current density.The simulation values of the device threshold current density J_(th)are 6.47 kA/cm~2(temperature:200 K,and λ=2050 nm),10.75 kA/cm~2(temperature:200 K,and λ=2000 nm),and23.12 kA/cm~2(temperature:300 K,and λ=2100 nm),respectively.The results indicate the possibility to obtain a Si-based short-wave infrared Ge_(1-x)Sn_x laser.     

低阈值852nm半导体激光器的温度特性

通过金属有机化学气相淀积(MOCVD)和半导体后工艺技术制备了852 nm半导体激光器,它在室温下的阈值电流为57.5 m A,输出的光谱线宽小于1 nm。测试分析了激光器的输出光功率、阈值电流、电压、输出中心波长随温度的变化。测试结果表明,当温度变化范围为293~328 K时,阈值电流的变化速率为0.447m A/K,特征温度T0为142.25 K,输出的光功率变化率为0.63 m W/K。通过计算求得理想因子n为2.11,激光器热阻为77.7 K/W,中心波长漂移速率是0.249 29 nm/K,实验得出的中心波长漂移速率与理论计算结果相符。实验结果表明,该半导体器件在293~303 K的温度范围内,各特性参数能够保持相对良好的状态。器件如果工作在高温环境,需要添加控温设备以保证器件在良好状态下运行。     

GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs双异质结分布反馈二极管激光器

本文报导了电激励的GaAs-Ga1-xAlxAs双异质结分布反 馈二极管激光器,在80～100°K下实现了激光振荡。激光振荡的反馈是由GaAs有源层和P-Ga1-xAlxAs层之间的波纹界面提供的。在脉冲工作条件下,最低阈值电流密度为2.5KA/cm2。在82°K时,激光发射波长为8112A,半宽度小于0.3A。我们发现,该激光器的发射波长与温度的关系要比通常的法布里——柏罗(Fabry-Perot)激光器的为小。     

K_2(~1∧_g)高位态的预解离和碰撞转移

利用光学双共振和激光光谱技术,测量了K_2(~1A_g)态的预解离率和碰撞转移率.脉冲激光将K_2(1~1∑_g~+)基态激发至1~1∑_u~+态,由连续激光激发1~1∑_u~+至激高位~1A_g态.在不同K密度下,记录~1A_g→~1A_u跃迁的时间分辨荧光,光强的对数与衰变时间成线性关系,从直线的斜率得到~1A_g态的有效寿命,由Stern-Volmer方程得到~1A_g态的辐射率与预解离率之和及总的碰撞去布居截面.在不同的K密度下测量时间积分荧光强度I_3[K_2(~1A_g)→K_2(~1A_u)],I_2[K(6S)→K(4P_(3/2))]和I_1[K(4D)→K(4P_(3/2))],光强比I_1/I_3和I_2/I_3与K密度也成线性关系.从直线的斜率和截距并结合从Stern-Volmer方程得到的结果,确定K_3(~1A_g)的预解离率Γ_(P6S)=(1.2±0.4)×10~7s~(-1),Γ_(P4D)=(0.8±0.3)×10~7s~(-1)和碰撞转移截面σss=(1.9±0.6)×10~(-14)cm~2,σ_(4D)=(9.0±3.0)×10~(-15)cm~2.     

工作电流相当低的条状台面双异质结激光器

工作在低电流的条状台面双异质结激光器已经制成。这种结构的激光器是将异质结腐蚀成10～40μ宽的条状台面,因而克服了条状结构激光器中固有的电流扩散效应。由于激活区窄,阈值电流密度低,使总的阈值电流大为减小。最低阈值电流在脉冲工作下是50mA,在直流工作下是75mA。这种结构的二极管的热胆与条状结构的几乎一样低。     

2.5THz量子级联激光器的研制

基于束缚态到连续态跃迁有源区能带结构,实现了2.5THz量子级联激光器的连续波工作。激光器的输出频率随电流可在2.45~2.47THz之间可调,在连续波工作模式下的最高输出功率大于6.0mW,最高连续波工作温度为60K,阈值电流密度为120A/cm2,经Si透镜整形后的输出光斑为高斯分布。     

Performance of dual-band short-or mid-wavelength infrared photodetectors based on InGaAsSb bulk materials and InAs/GaSb superlattices

In this paper,we demonstrate bias-selectable dual-band short-or mid-wavelength infrared photodetectors based on In_(0.24)Ga_(0.76)As_(0.21)Sb_(0.79)bulk materials and InAs/GaSb type-II superlattices with cutoff wavelengths of 2.2μm and 3.6μm,respectively.At 200 K,the short-wave channel exhibits a peak quantum efficiency of 42%and a dark current density of5.93×10~(-5)A/cm~2at 500 mV,thereby providing a detectivity of 1.55×10~(11)cm·Hz~(1/2)/W.The mid-wave channel exhibits a peak quantum efficiency of 31%and a dark current density of 1.22×10~(-3)A/cm~2at-300 mV,thereby resulting in a detectivity of 2.71×10~(10)cm·Hz~(1/2)/W.Moreover,we discuss the band alignment and spectral cross-talk of the dual-band n-i-p-p-i-n structure.     

具有全方位光管理能力的光阱结构

本文提出了一种基于砷化镓(GaAs)材料且具有全方位光管理能力的纳米方形光阱结构.通过光学模拟可知,该结构在较大结构参数范围内具有优异的全向光管理能力.当该结构的有效厚度为407 nm时,在AM1.5G光照下,其光电流密度可达29.51 mA/cm~2,而在同样条件下,2000 nm厚的平面GaAs结构只能产生19.80 mA/cm~2的光电流密度.由光电模拟可知,为了获得合理的高光电转换效率,应使少数载流子寿命大于等于1.0×10~(-7 )s,表面复合速率小于等于100 s/cm.     

钙钛矿薄膜气相制备的晶粒尺寸优化及高效光伏转换

钙钛矿薄膜的气相制备是一种极具潜力的工业化生产工艺,但薄膜的质量控制目前远落后于溶液制备法.本文通过建立PbI_2薄膜向钙钛矿薄膜完全转化过程中反应时间、晶粒尺寸与温度的关系,实现了薄膜的质量优化及大面积钙钛矿薄膜的制备,将薄膜的平均晶粒粒径从0.42μm优化到0.81μm.基于空间电荷限制电流模型对缺陷密度的研究显示,钙钛矿薄膜的缺陷密度由5.90×10~(16)cm~(–3)降低到2.66×10~(16)cm~(–3).光伏器件(FTO/TiO_2/C_(60)/MAPbI_3/spiro-OMeTAD/Au结构)测试显示,面积为0.045cm~2器件的平均光电转换效率从14.00%提升到17.42%,最佳光电转换效率达到17.80%,迟滞因子减小至4.04%.同时,基于180℃制备的1cm~2器件的光电转换效率达到13.17%.     

16μm连续波PbSnSe半导体激光器的调谐特性及其在高分辨率光谱中的应用

本文报道了16μm连续波PbSnSe二极管激光器的调谐特性.以该激光器作为红外光源,测量了CO_2在618cm~(-1)、634cm~(-1)、667cm~(-1),N_2O在618cm~(-1)、588cm~(-1)等频率附近的吸收光谱.这些结果表明,激光器的模质量高,单模调谐范围宽.     

表面液晶-垂直腔面发射激光器温度特性的研究

本文利用向列相液晶层作为激光偏振调控单元,涂覆于垂直腔面发射激光器（VCSEL）表面,测量并分析了不同温度下VCSEL正交线偏振光的阈值电流、峰值光功率和I-P特性. 实验结果表明：温度为293 K时,涂覆液晶后激光偏振第一跳变点和第二跳变点之间的电流值ΔI增大了2.2 mA,比无液晶时增大1倍. 温度为313 K、注入电流为3 mA时,两种正交线偏振光的光功率差ΔP由133.6 μW增大到248.8 μW,进一步增加了线偏振光的各向异性. 表面液晶层的引入有效地扩大了VCSEL的正交线偏振态稳定范围和光功率差,为实现液晶VCSEL高温单偏振稳定的设计和器件制备提供了理论和实验基础. 关键词： 垂直腔面发射激光器 向列相液晶 偏振态     

铟锌氧化物薄膜晶体管局域态分布的提取方法

本文针对铟锌氧化物薄膜晶体管(IZO TFT)的低频噪声特性与变频电容-电压特性展开试验研究,基于上述特性对有源层内局域态密度及其在禁带中的分布进行参数提取.首先,基于IZO TFT的亚阈区I-V特性提取器件表面势随栅源电压的变化关系.基于载流子数随机涨落模型,在考虑有源层内缺陷态俘获/释放载流子效应基础上,通过γ因子提取深能态陷阱的特征温度;基于沟道电流噪声功率谱密度及平带电压噪声功率谱密度的测量,提取IZO TFT有源层内局域态密度及其分布.试验结果表明,带尾态缺陷在禁带内随能量呈e指数变化趋势,其导带底密度N1TA约为3.42×10~(20)cm~(-3)·eV-,特征温度TTA约为135 K.随后,将C-V特性与线性区I-V特性相结合,对栅端寄生电阻、漏端寄生电阻、源端寄生电阻进行提取与分离.在考虑有源层内局域态所俘获电荷与自由载流子的情况下,基于变频C-V特性对IZO TFT有源层内局域态分布进行参数提取.试验结果表明,深能态与带尾态在禁带内随能量均呈e指数变化趋势,深能态在导带底密度NDA约为5.4×10~(15)cm~(-3)·eV~(-1),特征温度TDA约为711 K,而带尾态在导带底密度NTA约为1.99×10~(20)cm~(-3)·eV~(-1),特征温度TTA约为183 K.最后,对以上两种局域态提取方法进行对比与分析.     

一种简单的光纤光栅电调谐方法

采用较简单的双点源真空蒸发法在光栅外表面上蒸镀一层均匀铝膜,利用电流流过铝膜时产生的电阻热改变光栅的温度而使光栅的中心波长向长波方向发生改变.光栅中心波长的变化与所加电流的平方成正比.实验中用较小的电流(约43mA)获得了较大的波长调谐范围(约4nm),其调谐精度达到2.15×10^-3nm/(mA)².     

直接Z型CdO-CdS纳米棒阵列的制备及其光电催化性能研究（英文）

本文通过简单的水热法制备了一种CdO-CdS-维纳米棒阵列,并系统地研究了材料的结构、形貌及其光电化学性质和产氢活性.所得纳米棒为直径100至200 nm的六方柱.通过优化煅烧温度和时间得到了该实验条件下光电催化性能最优的样品.在0 V vs.Ag/AgCl偏压下,CdO-CdS光电流密度为6.5mA/cm~2,光电催化产氢活性为240μmol·cm~(-2)·h~(-1),几乎是纯CdS的2倍.该体系的光电催化性能超过了许多己报道的相似体系.根据材料结构和光电化学性能表征结果,提出了直接z型光催化机理,该机理可以很好地解释光致载流子的高分离效率和优异的氧化还原性能.     

铜纳米阵列高效电解水产氧催化剂的制备（英文）

本文报道了一种利用简单的两步牺牲模板法,在泡沫铜基底表面完成了三维氧化铜纳米晶阵列的生长.氧化铜纳米晶阵列具有良好的导电性,稳定性,在碱性溶液中有着优秀的电解水产氧催化性能.氧化铜纳米晶阵列催化水的电化学氧化只需400 mV的过电势即可达到100 mA/cm~2的电流密度,与其它铜基电解水产氧催化剂以及贵金属IrO_2相比都有着明显的优势.氧化铜纳米晶阵列在270 mA/cm~2左右的工作电流下连续工作10 h依然可以保持良好的稳定性,是相同的工作电压下IrO_2工作电流的10倍(约25 mA/cm2).