Monolithic white LED based on AlxGa1-x N/InyGa1-yN DBR resonant-cavity

A monolithic white light-emitting diode (LED) with blue and yellow light active regions has been de-signed and studied. With the AlxGa1-xN/InyGa1-yN distributed Bragg reflector (DBR) resonant-cavity, the extraction efficiency and power of the yellow light are enhanced so that high quality white light can be obtained.     

基于AlxGa1-xN/InyGa1-yN DBR谐振腔的单片集成白光LED

本文设计和研究了含有蓝光和黄光两个量子阱有源区的单片集成白光发光二极管(LED)。为了提高黄光在混合光中的比例,我们采用AlxGaN1-x/InyGa1-yN 分布式布拉格反射镜(DBR)构成谐振腔对黄光的提取效率进行加强以增大其出射光功率。模拟结果表明,优化设计的谐振腔LED有利于得到高品质白光出射。     

用于HB-LED的Al_xGa_(1-x)As材料DBR的设计

给出了一种计算光学薄膜反射率的一般方法，并主要应用这种计算方法进行高亮度发光二极管中分布式布拉格反射器（ＤＢＲ）的设计工作。     

Sunlight-like white organic light-emitting diodes with inorganic/organic nanolaminate distributed Bragg reflector (DBR) anode microcavity by using atomic layer deposition

White organic light-emitting diodes (WOLED) with inorganic/organic/hybrid nanolaminate distributed Bragg reflector (DBR) prepared by atomic layer deposition (ALD) has been firstly developed, and the improved structural, optical, and electrical properties have been observed. The functional layer consists of periodically alternating layers of ZrO₂/Zircone (zirconium alkoxides with carbon-containing backbones) films fabricated using ALD. By well adjusting the thickness and emissive dyes of the emission layer, three white light diodes were realized based on three cavity modes with different resonance wavelength and intensity. The narrowed lectroluminescent (EL) spectra from the microcavity organic light emitting diodes (MOLEDs) are of high-purity, and the off-resonant optical mode is highly suppressed due to the excellent optical properties of the DBR layers with high reflectivity in a wide stop-band range. The CIE chromaticity coordinates of devices are tuned from (0.33, 0.34), (0.43, 0.40) to (0.57, 0.40), which are all on the planckian locus, and the color temperature is adjusted from 5783 K, 3842 K to 2245 K. This work exhibits a simple and novel approach to achieve a sunlight-like WOLED by constructing the inorganic/organic nanolaminate DBR using ALD, which will be very important for healthy display and lighting.     

DBR几何特性对其反射率和DBR激光器线宽的影响

对DBR几何参量不同的InGaAs-GaAs-AlGaAs DBR半导体激光器样品的输出线宽进行了测量和分析.样品激光器DBR光栅取不同的长度和蚀刻深度以考察其几何特性对耦合系数、反射率以及输出线宽的影响.线宽通过自差频测量系统测量得到.对实验结果与理论计算结果进行了对比.对测得的光学特性参数与几何特性参数之间的联系进行了分析.在此基础上讨论了DBR几何特性对激光器输出线宽的影响.研究结果为该类型DBR半导体激光器的制造提供了有用的信息.     

Al_xGa_(1-x)N and GaN/Al_xGa_(1-x)N Quantum Wells Grown by Gas Source Molecular Beam Epitaxy

ＧａＮａｎｄＡｌｘＧａ１－ｘＮａｒｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｕｓｅｉｎｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓａｎｄｄｅｔｅｃｔｏｒｓ,ｓｈｏｒｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｌａｓｅｒｓａｎｄｈ...     

调制掺杂Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结中Al_xGa_(1-x)N势垒层表面态及其他局域态性质研究

通过测量调制掺杂Al0 2 2 Ga0 78N/GaN异质结样品的变频电容电压(C V)特性,对Al0 2 2 Ga0 78N势垒层表面态的性质进行了研究.结果发现在小偏压下,样品的电容随着测量信号频率的增加而下降,说明势垒层中存在表面态.实验数据分析表明:表面态密度约为10 13 cm-2 量级,表面态的时间常数比势垒层中其他局域态大.随着空间隔离层厚度的增加,势垒层中其他局域态密度随之增加.在金属电极和Al0 2 2 Ga0 78N势垒层之间加入Si3 N4绝缘层可以对表面态起到显著的钝化作用,使表面态密度降为～10 12 cm-2 量级     

偏振正交双频DBR腐蚀声发射传感器研究

为了实现基于光纤传感器的金属腐蚀在线监测,以金属Q235腐蚀声发射在线监测为目标,采用分布式布喇格反射（DBR）光纤激光器作为腐蚀声发射传感器的方法,通过对偏振正交DBR光纤激光器的工作机理及模型进行研究,分析了偏振正交双频DBR激光器用于腐蚀声发射传感器的谐振腔参量对其性能影响的规律,并进行了基于偏振正交双频DBR激光器的声发射检测实验,实现了偏振正交DBR光纤激光器的优化设计,提出了表征Q235碳钢腐蚀阶段的特征量。结果表明,偏振正交DBR光纤激光器不仅能实现对金属腐蚀声信号的检测,其检测频带范围为0MHz~1MHz,还能实现通过平均拍频值的变化来表征金属腐蚀主要的3个腐蚀阶段。该研究为偏振正交DBR腐蚀声发射传感器及组网的优化设计与制作提供了理论和技术基础,对金属腐蚀特别是核级关键材料的在线腐蚀监测具有重要意义。     

半导体量子点在白光LED中涂覆厚度的确定

在蓝光LED上涂覆黄光量子点是合成白光LED的重要方法之一,确定量子点的涂覆厚度是合成白光的一个关键步骤。引入厚度系数来模拟厚度,证明了一定厚度范围内,厚度系数与厚度的线性关系。根据光谱的线性叠加以及能量守恒定律,建立数学模型,编程计算,结合实验,确定量子点厚度。按照模拟计算得到的厚度涂覆LED芯片,即可获得白光LED。本方法可以为实际生产提供指导,提高生产效率。     

DBR光纤激光器拍频传感及其组网技术研究

研究了基于单纵模分布Bragg反射(DBR)光纤激光器的拍频解调传感技术,并对其组网技术进行了探讨。由于光纤本身的固有双折射,DBR光纤激光器能够产生两种正交偏振模式的激光,而这两种偏振模式的频率差拍会在射频域形成对温度变化极为敏感的拍频(beatfrequency)。实验结果表明:在20～100℃的温度范围内,激光器拍频随温度的增加呈线性减小,其线性拟合度高达0.99981,拍频灵敏度为0.51063MHz/℃。这种偏振式光纤激光器具有高输出功率、高信噪比、低解调成本和窄输出线宽等特点,有助于构建大规模的光纤有源传感网络。参考近年关于光纤传感网络的报道,提出一种有源光纤环形传感网络的构想。     

DBR结构参数的X射线双晶衍射研究

利用X射线双晶衍射方法,测定了分布布拉格反射镜(DBR)的衍射回摆曲线,除了DBR主衍射峰(“0“级衍射峰)外,还观察到“1“级和“2“级卫星峰。“0“级双晶衍射峰的半高宽为12.36″,衬底GaAs的衍射峰半高宽为11.57″。“0“级衍射峰半高宽与衬底GaAs的衍射峰半高宽比较接近,表明晶格具有很高的完整性。由这些衍射峰之间的角距离,计算出了DBR的周期D及Al含量x值。X射线双晶衍射结果表明生长所得结构与设计相符合。     

纤锌矿GaN/AlxGa1-xN量子阱中自由极化子能级

采用Lee-Low-Pines (LLP)变分法研究了纤锌矿GaN/Al0.3Ga0.7N量子阱中自由极化子能量和电子-声子相互作用对自由极化子能量的影响.理论计算中考虑了量子阱中定域声子模(Confined phonon modes)和半空间声子模(Half-space phonon modes)的影响以及电子有效质...     

高反射性电流阻挡层用于提高InGaN/GaN发光二极管的光输出功率

由SiO₂/TiO₂分布布拉格反射镜(DBR)和Al镜组成的混合式反射电流阻挡层用于提高InGaN/GaN发光二极管的光输出功率。混合式反射电流阻挡层不仅增强了电流扩展效应而且有效的将射向p金属电极的光子反射防止其对p电极焊点附近光子的吸收。实验结果表明,淀积在p-GaN上1.5个周期的SiO₂/TiO₂DBR和Al镜在455nm垂直入射时的反射率高达97.8%。在20mA的工作电流下,与没有电流阻挡层的发光二极管相比,生长1.5对SiO₂/TiO₂ DBR和Al镜作为电流阻挡层的发光二极管的光输出功率提高了12.5%,且光输出功率的分布更加均匀。     

用633nm的激光器监控峰值波长为 530nm的AlGaN/GaN DBR的生长

本文从理论和实验上研究了用633nm激光器干涉仪监控峰值反射波长为530nm的1/4光学厚度的AlGaN/GaN 分布布拉格反射器（DBR）的生长。首先采用传输矩阵法从理论上研究了不同周期厚度的AlGaN/GaN DBR的实时反射率随DBR生长厚度的变化。接着采用金属有机化合物气相外延法生长了两个与模拟结构相同的DBR样品。仿真结果和实验结果表明能够从DBR实时反射率随生长厚度变化的曲线形状判断DBR的结构参数。最后通过激光干涉仪实时监控生长了DBR发光二极管,光致发光实验证明DBR对发光二极管出射光的加强作用在期望波长范围内。     

基于DBR结构自脉动激光器的波长及频率可变光微波源

首次报道了基于DBR结构自脉动激光器的波长及频率可变光微波源。该微波源可以或得1.87GHz至21.81GHz的微波信号同时可以获得1536.28nm至1538.73nm的波长调谐。     

Frequency and wavelength tunable optical microwave source based on a distributed Bragg reflector self-pulsation laser

A frequency and wavelength tunable self-pulsation laser based on DBR laser devices is reported for the first time.This laser generates continuous tunable optical microwave in the range of 1.87-21.81 GHz with 3-dB linewidth about 10 MHz by tuning the injection currents on the front and back gain sections,and exhibits wavelength tuning range from 1536.28 to 1538.73 nm by tuning the injection currents on the grating section.     

基于混合配体Znq(DBM)的单色和白色OLED

以8-羟基喹啉(q)和1,3-二苯基-1,3-丙二酮定向合成了有机小分子配合物Znq(DBM),将其作为发光层制备了单色有机电致发光器件(OLED)。在结构为ITO/m-MTDATA(5nm)/NPB(40nm)/Znq(DBM)(60nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)的器件中,启亮电压为5V,最大亮度达到4 575cd/m2。同时又在器件中引入间隔层BCP,研究其不同厚度对OLED性能的影响。在结构为ITO/m-MTDATA(5nm)/NPB(40nm)/BCP(x nm)/Znq(DBM)(60nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)的器件中,当BCP层厚为0nm时,发光颜色为黄绿色;当BCP层厚为1nm时,发光颜色为白色,色坐标为(0.29,0.33),最大亮度为2 231cd/m2;当BCP层厚为5nm时,发光颜色为蓝色。根据器件结构和性能,讨论了其内部机理。     

Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构中二维电子气的自旋性质

Ⅲ族氮化物材料有很长的电子自旋弛豫时间以及很高的居里温度,成为近年来半导体自旋电子学研究的重要材料体系之一。介绍了目前两种最主要的研究AlxGa1-xN/GaN异质结构中二维电子气(2DEG)自旋性质的物理效应:磁电阻的舒伯尼科夫-德哈斯拍频振荡和弱反局域效应,回顾了AlxGa1-xN/GaN异质结构中2DEG自旋性质的研究进展。AlxGa1-xN/GaN异质结构材料中有很强的极化电场,诱导产生很高浓度的2DEG,能够产生相当大能量的自旋分裂,并且这种自旋分裂可以被栅压所调控,因此在自旋场效应晶体管方面有很好的应用前景。然而要实现GaN基自旋电子学器件的应用,GaN中自旋注入效率是目前所面临的问题。     

Bound polaron in a strained wurtzite GaN/Al_xGa_(1-x)N cylindrical quantum dot

Within the effective-mass approximation,a variational method is adopted to investigate the polaron effect in a strained GaN/Al_xGa_1-xN cylindrical quantum dot.The electron couples with both branches of longitudinal optical-like（LO-like）and transverse optical-like（TO-like）phonons and the built-in electric field are taken into account.The numerical results show that the binding energy of the bound polaron is reduced obviously by the polaron effect on the impurity states.Furthermore,the contribution of LO-like phonons to the binding energy is dominant,and the anisotropic angle and Al content influence on the binding energy are small.     

CSP Al_xGa_(1-x)As/GaAs单模激光器

本文报道了CSP Al_xGa_(1-x)As单模激光器的性能及其制造技术.