InGaAsP/InP边发光管特性的研究

用液相外延技术生长的外延片,制成了SiO2条形限制的InGaAsP/InP边发光管,100mA下光功率1mW,最高值1.3mW,发射波1.31μm,半宽860A。研究了外延材料特性(如p-n结位置,有源层厚度和浓度)对器件光功率,光谱特性,和Ⅰ-Ⅴ特性的影响。有源层厚度(d)对光功率和光谱半宽有重要影响,p-n结不偏位的器件,光谱特性为单一的长波长发射蜂,具有正常的Ⅰ-Ⅴ特性。p-n偏离有源层的器件,光谱特性除长波长发射峰外,尚有9700A的InP发射峰,其Ⅰ-Ⅴ特性具有异常特性,导通电压>0.9V。     

有源层掺杂剂对Ga1-xAlxAs/GaAs双异质结发光管特性的影响

本文研究了由液相外延技术生长的GaAIAs/GaAs双异质结材料制成的发光管,有源层掺杂剂对器件特性的影响结果表明,器件结构和器件制作工艺相同的GaAIAs/GaAs发光管,有源层掺Si可获得较大的光输出功率,而频响特性<15MHz,波长在8700Å以上;对有源层掺Ge器件,光输出功率低于掺Si器件,而频响特性则>15MHz,波长可控制在8200Å~8500Å.深能级测量表明二者有不同的深能级位置,对掺Si(氧沾污)器件,Ec-ET≈0.29eV,而掺Ge器件ET-Ev≈0.42eV.两种掺杂剂对有源层暗缺陷的影响尚无明显区别.     

500 MHz LiNbO3 2×2光开关/调制器

本文描述一种采用铬-金电极的Ti:LiN_bO₃型2×2光开关/调制器。给出了该器件的设计参数,工艺条件,带单模尾纤的器件性能为:总插入损耗<8dB,开关电压<10V,串音<-15dB(λ=1.3μm)。本文讨论了器件的高频特性,测得器件的调制频率>500MHz。     

Ga0.51In0.49P的MOCVD生长特性研究

本文报导了用国产常压MOCVD系统生长GaInP材料.研究GaInP的生长特性,用光致发光、扫描电镜、X光双晶衍射对材料进行表征.发现Ⅴ/Ⅲ比对GaInP的光学特性有很大影响.在温度680℃,Ⅴ/Ⅲ比为90的条件下得到Ga0.51In0.49P外延层的光致发光谱的半高宽为26meV,这是目前报导的最好结果.Ga0.51In0.49P的本征载流子浓度为1.1×1015cm-3,晶格失配为4×10-4.     

基于MEH-PPV/Ir(ppy)_3聚合物电双稳器件

通过逐层旋涂的方法,利用MEH-PPV(Poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]与Ir(ppy)_3(tris(2-phenylpyridine)iridium(Ⅲ))),制备活性层,实现了高性能的电双稳器件。通过改变MEHPPV的浓度,制备了不同器件并进行性能比较,发现所有器件都具有明显的电双稳特性。当MEH-PPV的浓度达到4 mg/mL时,器件的开关比可以达10~3。同时,通过测试器件的电流-循环次数研究了器件的持续稳定特性。经过10~4次的反复读写测试,器件性能依然稳定。最后,通过对器件的Ⅰ-Ⅴ曲线进行线性拟合,并结合器件的能级图,对器件的工作原理进行了研究。结果表明,MEH-PPV/Ir(ppy)_3器件的电双稳特性产生的主要原因是偶极层的形成与破坏。     

光致电化学法提高垂直结构发光二极管出光效率的研究

研究了在垂直结构发光二极管(VLED)器件中, 光致电化学法(PEC)刻蚀N极性n-GaN的速率受不同刻蚀条件(刻蚀浓度、刻蚀时间和光照强度)的影响. 并选择N极性n-GaN表面含有较理想六角金字塔结构(侧壁角为31°)的样品制成器件, 研究PEC刻蚀对VLED的欧姆接触和光电性能的影响. 结果表明, 与未粗化样品相比, PEC刻蚀后的样品接触电阻率明显降低, 形成更好的欧姆接触; 其电学特性有较好的改善, 光输出功率有明显提高, 在20 mA电流下光输出功率增强了86.1%. 对不同金字塔侧壁角度的光提取效率用时域有限差分法(FDTD)模拟, 结果显示光提取效率在侧壁角度为20°– 40°有显著提高, 在23.6° (GaN-空气界面的全反射角)时达到最大.     

电离辐射对部分耗尽绝缘体上硅器件低频噪声特性的影响

本文针对辐射前后部分耗尽结构绝缘体上硅(SOI)器件的电学特性与低频噪声特性开展试验研究. 受辐射诱生埋氧化层固定电荷与界面态的影响, 当辐射总剂量达到1 M rad(Si) (1 rad = 10^-2 Gy)条件下, SOI器件背栅阈值电压从44.72 V 减小至12.88 V、表面电子有效迁移率从473.7 cm²/V·s降低至419.8 cm²/V· s、亚阈斜率从2.47 V/dec增加至3.93 V/dec; 基于辐射前后亚阈斜率及阈值电压的变化, 可提取得到辐射诱生界面态与氧化层固定电荷密度分别为5.33×10¹¹ cm^{- 2}与2.36×10¹² cm^-2. 受辐射在埋氧化层-硅界面处诱生边界陷阱、氧化层固定电荷与界面态的影响, 辐射后埋氧化层-硅界面处电子被陷阱俘获/释放的行为加剧, 造成SOI 器件背栅平带电压噪声功率谱密度由7×10^{- 10} V²·Hz^-1增加至1.8×10^-9 V² ·Hz^-1; 基于载流子数随机涨落模型可提取得到辐射前后SOI器件埋氧化层界面附近缺陷态密度之和约为1.42×10¹⁷ cm^-3·eV^-1和3.66×10¹⁷ cm^-3·eV^-1. 考虑隧穿削弱因子、隧穿距离与时间常数之间关系, 本文计算得到辐射前后埋氧化层内陷阱电荷密度随空间分布的变化.     

负电荷层对a-IGZO TFT阈值电压的影响

采用脉冲直流磁控溅射的方式沉积In-Ga-Zn-O (IGZO)膜层作为TFT的有源层.在TFT沟道处的有源层和绝缘层的界面上, 通过溅射法制作一定厚度的负电荷层对阈值电压(V_th)进行调制, 使得V_th由-3.8 V升高至-0.3 V, 器件由耗尽型向增强型转变.通过增加Al₂O₃作为负电荷层, 可有效地将V_th控制在0 V附近, 并且提高其器件稳定性, 得到较好的电学特性:电流开关比I_on/I_off>10⁹, 亚阈值摆幅SS为0.2 V/dec, 阈值电压V_th为-0.3 V, 迁移率μ为9.2 cm² /(V·s).     

隧道再生四有源区大功率半导体激光器

利用隧道再生原理实现半导体激光器在低注入电流下的高光功率输出。通过传输矩阵法对隧道再生四有源区光耦合半导体激光器的模式特性进行了理论分析,指出器件的激射模式应为TE3,且存在最优的内限制层厚度。利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)外延法生长了内限制层厚度分别为0.3μm、0.5μm和0.7μm的器件。内限制层厚度等于0.5μm的器件的P-I特性最好,腔面未镀膜时,在2 A的注入电流下其光输出功率大于5 W,P/I斜率达2.74 W/A。结果表明,为了得到尽可能高的光输出功率,需要合理地设计隧道再生多有源区激光器的内限制层厚度。     

1.3μm InGaAsP/InP双异质结发光管的特性研究

用液相外延技术生长的三层和四层InGaAsP/InP双异质结材料,制成了1.3μm InGaAsP/InP双异质结发光管。光功率输出(100mA)>1.0mW,最高2mW,尾纤输出功率(N.A.0.23,芯径60μ)>50μW。文中描述了器件的特性参数,还讨论了光功率的饱和特性和退化特性。     

1.3μmInGaAsP/InP发光管退化的研究

研究了InGaAsP/InP双异质结发光管在老化,存储过程中的退化现象及其影响因素.有快慢二种退化模式,正向I-V特性变坏是产生突然退化的最主要因素,焊料的润湿不良是导致器件退化的原因之一;在70℃,85℃老化及存储过程中,个别器件有源区内有DSD产生并长大,这并不是引起突然退化的原因.     

P型掺杂剂对InGaAsP/InP双异质结发光管特性的影响

本文研究了限制层中掺杂剂对InGaAsP/InP双异质结发光管特性的影响。结果表明限制层掺In-Zn合金或掺Mg的器件不易发生p-n结偏位,器件具有单一的长波长光谱峰,正常的I-V特性以及暗结构出现率低的特性,而限制层掺Zn当浓度≥1×1018cm-3时,外延片易发生p-n结偏位,导致器件的异常特性。并观察到在扩散结器件中,在85℃长时间老化过程中,有p-n位置移动现象发生。     

GaAs/GaAlAs双异质结发光管退化特性的研究

本文研究了GaAs/GaAlAs双异质结发光管的退化特性。有快、慢二种退化类型。器件的慢退化是由于有源区有暗缺陷(DSD)产生和长大,引起光功率下降。文中研究了老化过程中I-V特性和I-P特性与EL图象的变化规律,并与相同结构的InP/InGaAsP双异质结发光管的退化特性进行了比较,结果表明:它们有着不同的退化机理。     

InGaAsP/InP双异质结发光管频响特性的研究

本文研究了光纤通信用1.3μmInGaAsP/InP双异质结发光管的频响特性。结果表明:器件有源区掺杂浓度;有源层厚度;注入电流;光谱特性;P-n结特性等因素,对发光管的频响特性有重要影响。老化前有源区DSD的存在与否对频响无明显关系。     

Au-Zn,TiPdAu电极对InGaAsP/InP双异质结发光管可靠性影响的研究

本文用AES研究了P-InP/TiPdAu热处理前后的界面特性,结果表明:TiPd层对Au的内扩散和In的扩散有阻挡作用。以TiPdAu作InGaAsP/InP双异质结发光管的p面电极、镀Au作热沉,采用In焊料,研究了器件的可靠性问题,在室温大气气氛中;70℃存储,70～80℃带电老化,三种条件下长时间考核结果表明:器件的I-V特性正常,末见正向压降明显变化。还比较了Au-Zn材料作p面电极用TiPdAu作肖脱基势垒限制层制成的器件和用TiPdAu作电极材料制成的深Zn扩散型器件在老化过程中的特性变化,后二种结构的器件,在长期老化过程中,有源区中有大面积DSD生长和增殖。     

GaInAsP/InP LED透镜的研制

带有透镜结构的发光管有利于提高器件的外量子效率和耦合效率。InP衬底对1.3μm波长范围的光发射是透明的,因而可制造带透镜结构器件。本文研究了4%CH3COOH体系腐蚀液和H3PO4:HCI体积比为1:3腐蚀液的腐蚀特性,比较了二者的活化能和腐蚀液的温度,状态和衬底晶向等对腐蚀速率的影响。并用二步腐蚀法在外延片的InP衬底上制成了带有透镜的InAsP/InP发光管。其曲率半径为160—170μm。该器件在彩色录像传输系统中的应用效果良好。     

长波长大应变InGaAs/InGaAsP分布反馈激光器的材料生长与器件制备

采用低压金属有机化合物气相沉积法(LP-MOCVD)生长并制作了1.6—1.7μm大应变InGaAs/InGaAsP分布反馈激光器.采用应变缓冲层技术，得到质量良好的大应变InGaAs/InP体材料.器件采用了4个大应变的量子阱，加入了载流子阻挡层改善器件的温度特性.1.66μm和1.74μm未镀膜的3μm脊型波导器件阈值电流低(小于15mA)，输出功率高(100mA时大于14mW).从10—40℃，1.74μm激光器的特征温度T₀=57K，和1.55μm InGaAsP分布反馈激光器的特征温度相当. 关键词： MOCVD InGaAs/InGaAsP 应变量子阱 分布反馈激光器     

1.3μm场助TE光阴极In1-xGaxAsyP1-y/InP的能带计算及外延层的设计

本文首先简述了1.3μm场助TE光阴极InP(衬底)/In_1-xGa_xAs_yP_1-y(光吸收层)/InP(发射层)/Ag/CsO的工作原理,并对其能带结构进行了计算,得到了In_1-xGa_xAs_yP_1-y(光吸收层)/InP(发射层)的势垒高度、掺杂、InP发射层厚度、组份、渐变区宽度,偏压及耗尽层宽度间的定量关系。并由此出发,对光阴极各参数的设计进行了分析讨论。