Optical Performance of N-Face A1GaN Ultraviolet Light Emitting Diodes

The optical property and injection efficiency of N-face A1GaN based ultraviolet light emitting diodes （UV-LEDs） are studied and compared with Ga-face A1GaN based UV-LEDs. A staircase electron injector is introduced in the N-face AIGaN based UV-LED. The electroluminescence spectra, power-current performance curves, energy band diagrams, carrier concentration and radiative recombination rate are numerically calculated. The results indicate that the N-face UV-LED has a better optical performance than the Ga-face UV-LED, and the injection efficiency is enhanced owing to the fact that the staircase electron injector is available for UV-LEDs.     

高速高饱和单行载流子光探测器的设计与分析

设计了一种In P基的背入射台面结构的单行载流子光探测器.通过在吸收层中采取高斯型掺杂界面及引入合适厚度和掺杂浓度的崖层,使得光探测器同时具备了高速和高饱和电流特性.理论分析表明,在光敏面为14μm2、反向偏压为2 V条件下,该器件的3 d B带宽可达58 GHz,直流饱和电流高达158 m A.在大功率光注入条件下,详细分析了光探测器带宽降低和电流饱和现象,得出能带偏移和电场坍塌是其根本原因的结论.     

具有poly-Si_(1-x)Ge_x栅的应变SiGe p型金属氧化物半导体场效应晶体管阈值电压漂移模型研究

针对具有poly-Si1-x Ge x栅的应变Si Ge p型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOSFET),研究了其垂直电势与电场分布,建立了考虑栅耗尽的poly-Si1-x Ge x栅情况下该器件的等效栅氧化层厚度模型,并利用该模型分析了poly-Si1-x Ge x栅及应变Si Ge层中Ge组分对等效氧化层厚度的影响.研究了应变Si Ge PMOSFET热载流子产生的机理及其对器件性能的影响,以及引起应变Si Ge PMOSFET阈值电压漂移的机理,并建立了该器件阈值电压漂移模型,揭示了器件阈值电压漂移随电应力施加时间、栅极电压、polySi1-x Ge x栅及应变Si Ge层中Ge组分的变化关系.并在此基础上进行了实验验证,在电应力施加10000 s时,阈值电压漂移0.032 V,与模拟结果基本一致,为应变Si Ge PMOSFET及相关电路的设计与制造提供了重要的理论与实践基础.     

直接带隙Ge_(1-x)Sn_x本征载流子浓度研究

通过合金化改性技术,Ge可由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体.改性后的Ge半导体可同时应用于光子器件和电子器件,极具发展潜力.基于直接带隙Ge1-x Sn x半导体合金8带Kronig-Penny模型,重点研究了其导带有效状态密度、价带有效状态密度及本征载流子浓度,旨在为直接带隙改性Ge半导体物理的理解及相关器件的研究设计提供有价值的参考.研究结果表明:直接带隙Ge1-x Sn x合金导带有效状态密度随着Sn组分x的增加而明显减小,价带有效状态密度几乎不随Sn组分变化.与体Ge半导体相比,直接带隙Ge1-x Sn x合金导带有效状态密度、价带有效状态密度分别低两个和一个数量级;直接带隙Ge1-x Sn x合金本征载流子浓度随着Sn组分的增加而增加,比体Ge半导体高一个数量级以上.     

逆合成孔径成像激光雷达实包络成像算法

逆合成孔径激光成像雷达受激光调制技术以及回波相位信息易受大气湍流破坏的限制,采用常规的相位相干积累类方法得到目标二维高分辨图像很困难.针对这一情况,提出了一种基于逆Radon变换的实包络成像算法.利用回波距离脉冲压缩后的实包络信息,实现方位向的非相干积累,最终得到二维高分辨图像.通过该算法,成像系统可以使用非相干激光信号,在脉冲重复频率较低且存在大气湍流的情况下,也可以获得高质量的成像结果.仿真实验验证了此算法的有效性和优越性.     

多量子势垒双阻挡层结构对AlGaN 基深紫外激光二极管的性能优化

为提高AlGaN基深紫外激光二极管(Deep Ultraviolet Laser Diodes,DUV-LD)有源区内载流子浓度,减少载流子泄露,提出一种DUV-LD双阻挡层结构,相对于传统的单一电子阻挡层(Electron Blocking Layer, EBL)结构,又引入一空穴阻挡层(Hole Blocking Layer, HBL),仿真结果证明空穴阻挡层的应用能很好地减少空穴泄漏.同时又对双阻挡层改用五周期Al_0.98Ga_0.02N/Al_0.9Ga_0.1N多量子势垒层结构,结果显示与矩形EBL和HBL激光二极管相比,多量子势垒EBL和HBL激光二极管有更好的斜率效率,并且有源区内电子和空穴载流子浓度以及辐射复合速率都有效提高,其中多量子势垒EBL在阻挡电子泄露方面效果更显著.     

Transport properties and anomalous fatigue effect of Ag/Bi0.9La0.lFeO3/La0.7Sr0.3MnO3 heterostructures

The transport properties and fatigue effect of Ag/Bi0.9La0.lFeO3/La0.7Sr0.3MnO3 heterostructures are described. By examining the I-V curves, an anomalous fatigue effect was found and its influences on resistive states were studied. I-V curves combined with C-f spectra were used to directly analyze the transport properties and fatigue effect. Compared to the first I-V cycle state, this structure shows more than one order increase of resistance after 100 cycles of ＂I-V curve training＂. The redistribution of oxygen vacancies in the depletion layer of Ag/Bi0.9La0.lFeO3 is believed to be responsible for the different resistance mechanisms and tenfold magnitude drop in resistance. The resistive switching is understood to be caused by electric field-induced carrier trapping and detrapping, which changes the depletion layer thickness at the Ag/Bi0.9La0.lFeO3 interface.     

一种苯乙烯基喹啉衍生物的稳态和瞬态光电性质

苯乙烯和喹啉是有机荧光材料的常用官能基团,已经在有机发光二极管(OLED)中得到了应用.本文用一种苯乙烯基喹啉衍生物2,2’-(2,5-二甲氧基-1,4-苯二乙烯基)双-8-乙酰氧基喹啉(MPV-AQ)同时作为发光材料和电子传输材料,研究了它在OLED器件中的稳态和瞬态光电性质.研究发现,在基于N,N’-二(萘-1-基)-N,N’-二苯基-联苯胺(NPB)/MPV-AQ的双层OLED中,电子以Fowler-Nordheim(FN)隧穿的方式从阴极注入到MPV-AQ层,这与MPV-AQ单电子器件中电子以Richardson-Schottky(RS)热电子发射的注入方式完全不同.这种电子注入方式的差别,主要是由于MPV-AQ的电子迁移率较低,大量空穴在NPB/MPV-AQ界面处形成电荷积累,使得MPV-AQ层的能带发生了弯曲,造成阴极一侧的电子隧穿距离减小,从而导致了FN隧穿的发生.通过拟合稳态电流-电压特性得到了电子注入势垒为0.23 e V,通过瞬态电致发光的延迟时间计算得到MPV-AQ的电子迁移率在10^-6 cm~2/(V·s)数量级,通过瞬态电致发光的衰减获得...     

低温808nm高效率半导体激光器

为了提高低温工作环境下808 nm半导体激光器的输出特性,深入研究了电光转换效率的温度特性。结合载流子泄漏抑制和器件串联电阻的优化考虑,从理论上深入分析了有源区量子阱内的载流子限制现象,提出针对低温工作环境下的势垒高度及相应的量子阱结构设计方法,包括势垒层的材料组分、厚度等重要参数的优化,极大地改善了器件在低温工作环境下的性能。采用优化后的外延结构,制备了腔长2 mm的半导体激光巴条。在工作温度-50℃、注入电流为600 A时,巴条输出功率达到799 W,电光转换效率为71%,斜率效率为1.34 W/A;注入电流为400 A时,器件达到最高电光转换效率73.5%,此时的载流子限制效率约为99%,串联电阻为0.43 mΩ;在-60～60℃温度范围内,中心波长随温度的漂移系数为0.248 nm/℃。     

北京大学量子材料科学中心人才招聘启事

北京大学量子材料科学中心是直属于北京大学的一个新型教学与科研机构,成立于2010年1月中心将依托北京大学深厚的学术积累和多学科优势,打造一个适合于凝聚态物理和材料科学基础研究的开放型学术平台.中心将致力于创造良好的学术研究环境,通过广泛的国际/国内,校际/校内合作,吸