高应变InGaAs/GaAs多量子阱中的局域态问题

针对高应变InGaAs/GaAs多量子阱中存在的局域态问题,利用金属有机化合物气相外延(MOCVD)技术,设计并生长了五周期的In_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs高应变多量子阱材料。通过原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)和变温光致发光(Photoluminescence,PL)测试,发现量子阱内部存在缺陷及组分波动的材料无序性表现,验证了多量子阱内部局域态的存在及起源。同时发现在不同测试位置,局域态在低温下对光谱的影响也不同,分别表现为双峰分布和峰位“S”型变化。这进一步说明材料内部无序化程度不同,导致局域态的深度也不同。依据温度-带隙关系的拟合,提出了包含局域态的多量子阱材料的电势分布,并揭示了局域态载流子和自由载流子的复合机制。并且借助变功率PL测试,研究了在不同激发功率密度下不同深度的局域态的发光特性。

1.74μm压应变InGaAs/InGaAsP量子阱分布反馈激光器(英文)

制备了1.74μm脊波导结构压应变InGaAs/InGaAsP量子阱分布反馈激光器.采用低压金属有机化合物气相沉积法生长器件材料,应用应变缓冲层防止In的分凝.未镀膜的腔长为300μm的器件阈值电流为11.5mA,100mA时最大输出功率为14mW,边模抑制比为33.5dB.

高功率InGaAs/GaAsP应变量子阱垂直腔面发射激光器列阵

为提高垂直腔面发射激光器(VCSEL)的输出功率,对具有3个In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08应变量子阱结构,发射波长为977nm的VCSEL列阵进行了研究。对量子阱结构进行了优化,选择具有更宽带隙的GaAsP作为势垒材料,计算了In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08量子阱的带阶。对采用In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08和In0.2Ga0.8As/GaAs两种量子阱结构的器件的输出功率进行了理论模拟和比较分析。分别测试了上述两个列阵器件的脉冲峰值功率并利用由开启电压、阈值电流和串联电阻决定的p参数评估了列阵器件的输出性能。实验结果表明,当注入电流为110A时,发光面积为0.005cm2的In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.084×4VCSEL列阵获得了123 W的脉冲峰值功率,比具有相同发光面积的In0.2Ga0.8As/GaAs列阵器件的脉冲峰值功率大13%,前者相应的功率密度和斜率效率分别为45.42kW/cm2和1.11W/A。连续和脉冲工作下的p值分别为15和13,表明器件在两种工作条件下都具有相对较好的输出性能。得到的结果证明,包含3个In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08应变量子阱的4×4VCSEL列阵器件能够获得较高的功率输出。

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。

980nm InGaAs／GaAs／AlGaAs应变量子阱激光器

报导了脊形波导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器的特性和实验结果。激光器阈值电流最低为９ｍＡ，典型值为１５ｍＡ，线性输出光功率大于１２０ｍＷ，微分量子效率典型值为６０％（镀高反膜和增透膜），５０℃、８０ｍＷ恒定功率条件下老化实验结果表明：该条件下激光器寿命超过１０００小时。

应用LP-MOCVD方法研制InGaAs/InP应变量子阱LD

利用低压－金属有机化合物蒸汽沉积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）的方法研究在生长过程中温度和时间对ＰＮ结结位的影响，并用它来控制ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ量子阱激光器的ｐ－ｎ结结位．探讨在ＩｎＰ材料中使用ＤＥＺｎ和Ｈ２Ｓ做掺杂源时，Ｐ型和Ｎ型的杂质浓度和ＰＮ结控制的条件，得出在０．５％压缩条件下有源区阱层ＩｎＧａＡｓ和ＩｎＰ的应变量子阱激光器（ＬＤ）．当激光器实现室温脉冲激射时，可获得峰值功率＞１０６ｍＷ、阈值电流密度为２．

应变单量子阱InGaAs／GaAs的光谱研究

应变单量子阱ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ的光谱研究沈文忠，唐文国，沈学础（中国科学院上海技术物理研究所，红外物理国家重点实验室，上海２０００８３）近来，人们对ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＧａＡｓ应变超晶格和量子阱结构产生了浓厚的兴趣是基于高速器件设计的需要。随着...

InGaAs/GaAs应变单量子阱的表面光伏谱

采用表面光伏谱方法，测量了应变ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ单量子阱在不同温度下光伏效应．结合理论计算对样品表面光伏谱的谱峰进行了指认，分析了量子阱内子能级间的跃迁能量。

GSGSMBE生长 1.84μm波长 InGaAs/InGaAsP应变量子阱激光器(英文)

报道了 GSMBE方法生长波长 1.84μm的 In Ga As/ In Ga As P/ In P应变量子阱激光器 . 40 μm条宽、 80 0 μm腔长的平面电极条形结构器件 ,室温下以脉冲方式激射 ,2 0℃下阈值电流密度为 3.8k A/ cm2 ,外微分量子效率为9.3%

InGaAs/GaAsP应变补偿多量子阱MOCVD生长

利用金属有机化学气相沉积技术在GaAs衬底上开展了大失配InGaAs多量子阱的外延生长研究。针对InGaAs与GaAs之间较大晶格失配的问题,设计了GaAsP应变补偿层结构;通过理论模拟与实验相结合的方式,调控了GaAsP材料体系中的P组分,设计了P组分分别为0,0.128,0.184,0.257的三周期In_(x)Ga_(1-x)As/GaAs_(1-y)P_(y)多量子阱结构;通过PL、XRD、AFM测试对比发现,高势垒GaAsP材料的张应变补偿可以改善晶体质量。综合比较,在P组分为0.184时,PL波长1043.6 nm,半峰宽29.9 nm,XRD有多级卫星峰且半峰宽较小,AFM粗糙度为0.130 nm,表面形貌显示为台阶流生长模式。

应变InGaAs／AlGaAs量子阱激光器的工作特性

人们对激射波长在０．９＜λ＜１．１μｍ的应变ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱（ＱＷ）激光器很感兴趣。主要应用有泵浦晶体或玻璃主体中的稀土离子（特别是掺Ｅｒ３＋光纤放大器的９８０ｎｍ泵浦），研制透明衬底的面发射激光器和增加倍频二极管激光器的可用波长范围。本文叙述了多种结构应变ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量于阱激光器的工作特性。

InGaAs/AlGaAs量子阱中量子尺寸效应对PL谱的影响

本文采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法设计并生长了两组InGaAs/AlGaAs应变多量子阱,量子阱的厚度分别为3nm和6nm,对其光致发光谱(PL)进行了研究,二者的发光波长分别为843nm和942nm,用有限深单量子阱理论近似计算了由于量子尺寸效应和应变效应引起的InGaAs/AlGaAs量子阱带隙的改变,这解释了两组样品室温下PL发射波长变化的原因。

低阈值0．98μm无铝应变量子阱InGaAs／InGaAsP／InGaP激光器

本文首次报道了在ＧａＡｓ衬底上采用新的双层ＩｎＧａＡｓＰ限制层和ＩｎＧａＰ光限制层工艺制作无铝应变云子阱Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ激光器。得到的宽条激光器的阈值电流密度低至５８Ａ／ｃｍ２，就作者所知，对用ＭＯＣＶＤ生长的０．９８μｍ激光器来说，该阈值电流密度是已有报道的最低值。

大应变InGaAs/GaAs/AlGaAs微带超晶格中波红外QWIP的MOCVD生长

基于中波红外(峰值响应波长4.5μm)量子阱红外探测器QWIP进行了大应变In0.34Ga0.66As/GaAs/Al0.35Ga0.65As微带超晶格结构的MOCVD外延生长研究。通过对生长温度、生长速率、Ⅴ/Ⅲ比以及界面生长中断时间等生长参数的系统优化,获得了高质量的外延材料。

大应变In_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs量子阱激光器的生长和研究

金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长应变InGaAs/GaAs量子阱,应变缓冲层结合生长中断改善量子阱的PL谱特性.用该量子阱制备的激光器有很低的阈值电流密度(43 A/cm^2)和较高的斜率效率(0.34W/A,per facet)。

In_（0．6）Ga_（0．4）As／InP应变量子阱的光致发光

本文研究了不同阱宽的Ｉｎ０．６Ｇａ０．４Ａｓ／ＩｎＰ应变量子阱的光致发光，通过量子尺寸效应和压缩应变引起的峰值能量位移判断了不同谱峰的跃迁．在一定的温度范围内，相应量子阱的发光强度随着温度的升高而增加，当温度高出此范围，其光强随温度的升高而减小，此温区不仅与阱宽有关。且随激发光强而变化．我们用量子阱的限制效应和激子的转换机理，初步探讨了此温度范围的形成和消失．

In_xGa_(1-x)As/GaAs量子阱应变量对变温光致发光谱的影响

利用变温光致发光(PL)研究了In0.182Ga0.818As/GaAs应变及应变补偿量子阱在77～300 K温度范围内的发光特性。随着温度T的升高,PL峰位向低能方向移动。在应力作用下In0.182Ga0.818As/GaAs量子阱的价带顶轻空穴带和重空穴带发生了劈裂。通过理论计算推导应变随温度变化对InxGa1-xAs/GaAs量子阱带隙能量的影响。在Varshni公式基础上,引入由应力导致的带隙能量变化项ΔEg。带隙能量计算结果与实验数据吻合较好。通过不同温度下光致发光半峰全宽的变化验证了应力随温度变化对量子阱发光峰的影响。

GSMBE生长 1 .8- 2 .0μm波段In Ga As/ In Ga As P应变量子阱激光器

报道了气态分子束外延 ( GSMBE)生长 1.8— 2 .0μm波段 In Ga As/ In Ga As P应变量子阱激光器的研究结果 .1.8μm波段采用平面电极条形结构 ,已制备成功 10μm和 80μm条宽器件 ,器件腔长 5 0 0μm,室温下光致发光中心波长约为 1.82μm,在 77K温度下以脉冲方式激射 ,阈值电流分别约为 2 5 0 m A和 6 0 0 m A ,中心波长分别在 1.6 9μm和 1.73μm附近 .2 .0μm波段 ,制备成功 8μm宽脊波导结构器件 ,器件腔长 5 0 0μm,室温光致发光中心波长约为1.98μm ,77K温度下以脉冲方式激射 ,阈值电流约为 2 0 m A ,中心波长约为 1.89μm。

1064nm应变量子阱的理论设计

根据应变理论及有限深量子阱理论,对确定的In含量的InGaAs材料进行系统的计算,得到激射波长为1064nm激光器的应变量子阱的厚度,并采用金属有机化学气相淀积(MOCVD)方法生长该应变量子阱,实验结果与设计波长基本一致。

一种1064nm应变双量子阱激光器的设计与制作

为能得窄谱宽、高亮度的1064nm-InGaAs/GaAs应变双量子阱激光器,分析了In组份与临界厚度、应变量的变化关系,并给出了In组份的选择范围。采用Kane模型给出了量子阱中第一分立能级分裂宽度与垒宽的关系,明确了应变双量子阱激光器中垒宽的选择。最后,通过金属有机气相沉积(MOCVD)法生长了1064nm应变双量子阱激光器,实验结果与理论计算的辐射波长值基本吻合。