GaAs/AlxGa1-xAs量子阱中的激子在纵向外电场中的性质

用变分法分别计算了ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ单量子阱和多量子阱在纵向（垂直于异质结界面的方向）外电场作用下激子的基态能级，讨论了电场对激子的峰移、偶极振予强度和交换能的影响。

掺杂浓度和温度对δ掺杂的AlxGa1-xAs/GaAs双量子阱系统电子态结构和子带间光学吸收系数的影响

在有效质量近似下,通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了在温度不为零时δ掺杂的AlxGa1-x As/Ga As双量子阱系统的电子态结构.研究了温度和掺杂浓度对双量子阱系统子带能级、费米能量、及子带间线性光学吸收系数的影响.研究发现,系统的本征能量随温度升高或随掺杂浓度的增大而增加;费米能量随温度升高而减小,随掺杂浓度的增大而增加;子带间总的吸收系数随温度的升高而减小,随掺杂浓度的增大而增加.除子带间跃迁3->6,4->5随温度升高线性光学吸收系数增加外,其他各主要子带间跃迁随温度升高线性光学吸收系数而减小;各子带间线性光学吸收系数随掺杂浓度的增大而增加.

AlxIn1-xAs电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论,对各组分Alx In1-x As(x为0~1)的晶体结构,电子结构和光学性质进行了第一性原理计算.结果显示,随Al组分x增加,Alx In1-x As晶体各键长将缩短,键角发生变化,晶胞体积也将减小,晶格常数的变化符合Vegard定律.另外,随着Al组分x的增加,Alx In1-x As的禁带宽度变宽,且能带有从直接带隙结构转变为间接带隙结构的趋势.具有较高In组分的Alx In1-x As晶体在可见光区域中的光吸收能力更强,光谱响应范围更大.

AlxGa1-xN／AlN超晶格材料特性研究

用MOCVD技术在(0001)蓝宝石衬底上成功研制了2寸衬底上无裂纹的Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格材料。研究了AlxGa1-xN/Al N超晶格材料特性。结果表明,缓冲层材料和结构对Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格的表面型貌和界面特性有很大的影响。AFM研究表明利用GaN做支撑层生长的Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格材料是一种准二维生长模式。XRD和SEM研究表明研制的材料表面平整、界面清晰、并且材料具有完整的周期重复性。利用紫外-可见光谱仪反射谱研究表明研制的30对Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格材料在中心波长为313nm的紫外波段具有93.5%的反射率。

GaN和AlxGa1-xN/CaN异质结的高温性质

通过高温Hall测量研究了GaN和AlxGa1-xN/GaN异质结从室温到500℃高温下的输运性质.实验发现GaN背景载流子浓度随着温度的升高而升高,载流子浓度变化的幅度和GaN的位错密度存在正比关系,持续光电导的跃迁幅度和GaN的位错密度也存在正比关系,说明位错相关的深施主或者陷阱对GaN在高温下的背景浓度有很大影响.实验发现AlxGa1-xN/GaN异质结中二维电子气的浓度在室温到250℃的范围内随着温度的升高而下降,然后随着温度的升高开始增加.前者主要是由于随着温度的升高,AlxGa1-xN/GaN异质结的导带不连续减小引起的,后者主要是由GaN层背景载流子浓度增加导致的.通过求解自洽的薛定谔和泊松方程得到的二维电子气浓度的温度关系和实验结果一致.

高铝Al_xGa_(1-x)As氧化层对垂直腔面发射激光器的影响

针对可见光垂直腔面发射激光器的制备 ,通过湿氮氧化实验和测量微区光致发光谱分别研究了高铝组分Alx Ga1 - x As的氧化特性及氧化产物的收缩应力对有源区的影响 ,结合器件结构设计确定了氧化限制层 Alx Ga1 - x-As的铝组分和最佳位置 ,并制备出了低阈值电流的 Al Ga In

Al_xGa_(1-x)As选择性湿法氧化技术的研究

详细研究了温度和Al组分与AlxGa1-xAs横向氧化速率的关系,通过分析氧化机制和实验得到的氧化宽度与时间的线性关系,指出在较短时间内的氧化为受AlxGa1-xAs材料与水汽反应速率限制的过程。运用优化的氧化条件,成功制备了氧化孔径为8μm的垂直腔面发射激光器,最大直流光输出功率为3.2mW,激射波长为978nm,工作电流为15mA。

磁场对GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结系统中束缚极化子的影响

对 Ga As/ Alx Ga1 - x As单异质结系统引入三角势近似异质结势 ,同时考虑体纵光学 (L O)声子和有效近似下两支界面光学 (IO)声子的影响 ,采用变分法讨论了外界恒定磁场对束缚于近界面杂质的光学极化子结合能的影响 .利用改进的 L ee- L ow- Pines(L L P)中间耦合方法处理电子 -声子和杂质 -声子的相互作用 ,计算了杂质态结合能随杂质位置、磁场强度、电子面密度的变化关系 .结果表明 ,极化子结合能随磁场呈现增加的趋势 ,其中 L O声子对结合能的负贡献受磁场影响显著 ,而 IO声子的负贡献受磁场的影响并不明显 ,但当杂质靠近界面时 ,杂质 - IO声子相互作用对磁场的影响很敏感 .结果还表明 ,导带弯曲作用不容忽略 ;电子像势对结合能的影响很小 ,可以忽略 .

势垒高度对GaAs/Al_xGa_(1-x)As QWIP光谱特性的影响（英文）

为了确定束缚态到准束缚态工作模式QWIP响应波长与势垒高度关系,采用金属有机物化学气相沉积法生长制备势垒高度不同Ga As/AlxGa1-xAs QWIP样品,采用傅里叶光谱仪对样品进行77 K液氮温度光谱测试。结果显示1#,2#样品峰值响应波长与据薛定谔方程得到峰值波长误差为15.6%,4.6%。结果表明:引起量子阱中子带间距离逐渐扩大与峰值响应波长蓝移的根本原因是势垒高度的增加。高分辨透射扫描电镜实验结果表明量子阱材料生长过程精度控制不够及Al Ga As与Ga As晶格不匹配是造成1#样品误差较大的主要原因。说明调节势垒高度可实现QWIP峰值波长微调的目的。

GaAs MISFET制备中柠檬酸/双氧水溶液对GaAs/Al_xGa_(1-x)As结构的选择湿法腐蚀

用α台阶仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同体积比的柠檬酸(50%)/双氧水溶液对GaAs/AlxGa1-xAs系统的选择湿法腐蚀特性,对AlxGa1-xAs停止层的组分和腐蚀液体积比进行了优化.当腐蚀液体积比在1.5∶1到2∶1范围时获得了最好的选择腐蚀效果.在25℃.温度条件下,当腐蚀液体积比为1.5∶1时,对Al摩尔分数x为0.2、0.3和1的GaAs/AlxGa1-xAs系统腐蚀比分别为45、74和大于200,表面腐蚀形貌均匀平整.将这种选择腐蚀技术用于GaAsMISFET的栅槽工艺,获得了良好的阈值电压均匀性.

Al_xGa_(1-x)As材料低Al组分PL测试技术的研究

采用激光显微光致发光(PL)光谱仪测试了低Al组分AlxGa1-xAs的室温显微光致发光谱,研究了光致发光测试方法的特点,结合文献中报道的低Al组分的经验计算公式,自主开发了能进行光谱数据处理和Al组分计算的VB应用程序,目前已进入实用化。结果显示,该程序的开发和应用是获取低Al组分AlxGa1-xAs材料Al组分的非常重要的表征手段,并为研究和优化AlxGa1-xAs材料生长工艺提供指导,同时还成为筛选用于制作器件工艺合格材料的重要依据。

Al＿xGa＿（1－x）A＿s和GaA＿s材料的物理参数模型

本文较系统和全面地总结了ＧａＡ＿ｓ和Ａｌ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）Ａｓ材料的物理参数模型，包括介电常数、能带参数、载流子迁移率以及复合机制和寿命等，给出了易于应用的数学公式，其中Ａｌ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）Ａ＿ｓ重掺杂能带窄变公式为本文首次推导。这些物理参数模型对于Ａｌ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）Ａｓ／ＧａＡｓ异质结器件的研究有着十分重要的意义。

长周期掺杂超晶格GaAs/Al_xGa_(1-x)As红外吸收的研究

目的 研究长周期掺杂超晶格 Ga As/Alx Ga1 - x As红外吸收的特性 ,尤其在 1 0 .6μm处的红外吸收 .方法 在有效质量的基础上 ,计算 Ga As/Alx Ga1 - x As系列超晶格材料能带及带间光吸收谱 .结果 发现当 Ga As/Al0 .3Ga0 .7As的周期层厚为 1 8nm,Ga As层厚为 3nm时 ,在 1 0 .6μm处有一强的红外吸收峰 .

透射式指数掺杂Al_xGa_(1-x)As/GaAs光电阴极光学性能和量子效率仿真研究

为了更好地了解影响透射式指数掺杂AlxGa1-xAs/GaAs光电阴极性能的因素,利用薄膜光学的矩阵法推导的光学性能函数,以及考虑窗口层光电子贡献作用的透射式指数掺杂AlxGa1-xAs/GaAs光电阴极量子效率公式建模进行仿真,研究了光电阴极中AlxGa1-xAs窗口层、GaAs发射层厚度变化及AlxGa1-xAs窗口层中Al原子数分数的变化对光学性能和量子效率的影响。结果表明:AlxGa1-xAs窗口层厚度的变化和Al原子数分数的变化对光学性能和量子效率的短波区域影响较大,而GaAs发射层的厚度变化对长波和短波区域均有影响。

磁场下有限厚势垒GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱中杂质态结合能

利用变分法讨论势垒厚度对GaAs/AlxGa1-xAs量子阱中杂质态结合能的作用以及垂直于界面方向磁场的影响,分别给出结合能随阱宽、垒厚、杂质位置和磁场强度的变化关系,并与无限深势阱量子阱和无限厚势垒量子阱两种情形的结果进行了比较.结果表明,在小阱宽下,有限高势垒时的结合能明显小于无限高势垒情形,有限厚势垒时的结合能大于无限厚势垒情形.随着阱宽增加,三种情形下结合能的差异逐渐减小.磁场的约束显著地影响着杂质态结合能,其值随着外磁场的增大而单调增加.在以后的工作中,应考虑本文对势垒的修正.

In_xGa_(1-x)As高性能全固态数字化微光器件

作为全固态微光器件,In x Ga1-x As器件通过调节材料组分x值,其响应波段覆盖夜天光辐射的主要波段,对夜天光的能量利用率高。加之材料量子效率高,器件性能好,可望显著提高夜视系统作战距离;另外,采用半导体常规工艺制作,可完成大面阵、长线列器件制备,无需封装在(超)高真空系统,制备简单;采用CMOS读出电路进行信号数据的读取、传输与放大,有利于进行数据的处理和优化改善。由于具备的以上技术优势,In x Ga1-x As器件成为一种新型的高性能全固态数字化微光器件。In x Ga1-x As器件与传统的微光器件在光电转换原理以及器件制备方面存在不同,决定了两者在性能上存在的差异。文中对此进行了对比分析,分析结果体现了In x Ga1-x As全固态数字化微光器件的技术优势和特点,以及In x Ga1-x As全固态数字化微光器件存在的重要应用和发展需求。

Al_xGa_(1-x)N日盲紫外探测器及其焦平面阵列

报道了320×256元AlxGa1-xN日盲型紫外探测器及其焦平面阵列探测器的研制情况，介绍了材料生长、器件制备工艺和器件的光电特性。器件的开启电压大于3．5V，-0．5V偏压时暗电流小于1．2×10^-12A（φ=300ttm台面），光谱响应范围260～280nm，268nm峰值波长的响应度大于0．095A／W。器件实现了日盲紫外成像演示。

高Al组分N-Al_xGa_(1-x)N材料的欧姆接触

基于各层金属间在快速热退火时容易合金化及Ti,Al易被氧化的特点,在高Al组分N-AlxGa1-xN(x≥0.45)材料上溅射生长多层金属Ti/Al/Ti/Au,并且变化Ti,Al比例以及改变退火温度和时间,得到了金属与高Al组分N-AlxGa1-xN(x≥0.45)材料间的欧姆接触,由传输线模型方法测试得比接触电阻为4.9×10-2Ω.cm2。实验中用到的样品为P(Al0.45Ga0.55N)/i(Al0.45Ga0.55N)/N-Al0.63Ga0.37N多层结构的材料。最后,利用伏安特性和俄歇电子能谱深度分布(AES)研究金属与高Al组分的材料之间形成欧姆接触的原因。