In原子掺入对GaInNAs/GaAs单量子阱光致发光的影响

研究了In掺入GaNAs/GaAs单量子阱对其带间和低于带边发光性质的影响。实验结果显示 ,随着In浓度的增加 ,GaInNAs/GaAs量子阱带间发光得到改善 ,低于带边的发光强度大大地减小。这是由于GaIn NAs合金生长在GaAs衬底上 ,为补偿In和N原子尺度的差异 ,N原子更倾向于与In原子形成共价健。GaInNAs/GaAs单量子阱的光调制光谱证实了高能端发光峰来自本征的带边发光。

GaInNAs/GaAs量子阱激光器的发展与未来

ＧａＩｎＮＡｓ是一种直接带隙半导体材料，在长彼长（１．３０和 １．５５μｍ）光通信系统 中具有广阔的应用前景．通过调节 Ｉｎ和 Ｎ的组分，既可获得应变 ＧａＩｎＮＡｓ外延材料，也可制 备ＧａＩｎＮＡｓ与ＧａＡｓ匹配的异质结构，其波长覆盖范围为０．９－Ｎ２．０μｍ．ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓ 量子阱激光器的特征温度为 ２００ Ｋ，远大于现行 ＧａＩｎＮＡｓＰ／ＩｎＰ激光器的特征温度（Ｔ０＝５０ Ｋ）． ＧａＩｎＮＡｓ光电子器件的此优异特性，对于提高光纤通信系统的稳定性、可靠寿命具有特 别重要的意义．由于ＧａＩｎＮＡｓ和具有高反射率（高达９９％）ＡＩ（Ｇａ）Ａｓ／ＧａＡｓ的分布布拉格 反射镜（ＤＢＲ）可生长在同－ＧａＡｓ衬底上，因此它是长波长（１．３０和 １．５５ μｍ）垂直腔面 发射激光器（ＶＣＳＥＬ）的理想材料．垂直腔面发射激光器是光纤通信、互联网和光信号处理的 关键器件． ＧａＡｓ基的超高速集成电路（ＩＣ）已有相当成熟的工艺．如果 ＧａＩｎＮＡｓ－ＶＣＳＥＬ 与 ＧａＡｓ－ＩＣ相结合，将使光电集成电路（ＯＥＩＣ）开拓出崭新的局面．本文还报道我们课题 组研制高质量 ＧａＮＡｓ／ＧａＡｓ超晶格和大应变

GaInNAs/GaAs量子阱太阳电池模型建立与计算

对第三代太阳电池的InGaP/GaAs双叠层模型结构进行了理论性改进,提出了将GaInNAs/GaAs量子阱结构生长于子电池GaAs的空间电荷区的模型,并对其子电池的吸收效率与量子效率进行了模拟计算,分析了此模型对提高叠层太阳电池的整体光电转换效率的可行性。

GaAs/GaAlAs单量子阱电光吸收和光调制

制作并研究了GaAs/GaAlAs分别限制单量子阱台面条形单模波导电致吸收光调制器。量子阱宽度为100A,长度为700μm的器件,当传输光波长为8650A时TE偏振最大调制深度(开关比)为29.7dB,插入损耗吸收分量为3dB;TM偏振最大调制深度为28.5dB。用2V电压幅度可以得到15dB的开关比。光电导谱的测量表明,偏压从+0.5V变到-7V时吸收边的红移为600A,即量子阱中室温激子的共振吸收峰移动了96meV。单阱高场条件下首次观察到了导带第二能级电子和价带第一能级空穴间激子的共振吸收线的出现,增强和移动。

应变In_（0．20）Ga_（0．80）As／GaAs单量子阱结构的光谱研究

报道了用光致发光光谱、吸收光谱和光电流谱研究具有相同组分和阱宽、不同覆盖层厚度的应变Ｉｎ０．２０Ｇａ０．８０Ａｓ／ＧａＡｓ单量子阱结构的实验结果．结合理论计算，观察到ＧａＡｓ覆盖层厚度对单量子阱结构的材料质量、应力驰豫和发光淬灭机制的影响，确定了各样品的应变值和导带不连续因子Ｑｃ（为０．７０±０．０５）。

808nm高功率AlGaAs/GaAs单量子阱远结激光器

设计并研制了一种将p n结和有源层分开的高功率AlGaAs/GaAs单量子阱远异质结(SQW RJH)激光器,其发射波长为808nm,腔长为900μm,条宽为100μm。其外延结构与通常的808nmAlGaAs/GaAs单量子阱半导体激光器的结构不同,在p n结和有源区间多了一层0.3μm厚的p型Al0.3Ga0.7As下波导层。对研制的器件进行了电导数测试,结果显示,与常规AlGaAs/GaAs大功率半导体激光器相比,远结半导体激光器具有阈值电流偏大、导通电压偏高的直流特性。经4200h的恒流电老化结果表明,器件在老化初期表现出阈值电流随老化时间缓慢下降,输出功率随老化时间缓慢上升的远结特性。

高功率AlGaAs/GaAs单量子阱远结激光器及其老化特性

为了提高器件的可靠性和使用寿命 ,设计并研制了一种将p n结和有源层分开的高功率AlGaAs GaAs单量子阱远异质结 (SQW RJH)激光器 ,发射波长为 80 8nm ,腔长 90 0 μm ,条宽 1 0 0 μm ,其外延结构与通常的 80 8nmAlGaAs GaAs单量子阱半导体激光器的结构不同 ,在p n结和有源区间多了一层p型AlGaAs层 ,其厚度约为 0 1 μm。为减小衬底表面位错对外延层质量的影响 ,在n+ GaAs衬底和n Al0 5Ga0 5As下包层间加一层n+ GaAs缓冲层。对器件进行了电导数测试及恒流电老化实验。与常规AlGaAs GaAs大功率半导体激光器相比 ,远结大功率半导体激光器具有阈值电流Ith偏大、导通电压Vth偏高的直流特性。 30 0 0h的恒流电老化结果表明 ,器件在老化初期表现出阈值电流随老化时间缓慢下降 。

InAs/GaAs量子点1.3μm单光子发射特性

采用双层耦合量子点的分子束外延生长技术生长了InAs/GaAs量子点样品,把量子点的发光波长成功地拓展到1.3μm.采用光刻的工艺制备了直径为3μm的柱状微腔,提高了量子点荧光的提取效率.在低温5 K下,测量得到量子点激子的荧光寿命约为1 ns;单量子点荧光二阶关联函数为0.015,显示单量子点荧光具有非常好的单光子特性;利用迈克耳孙干涉装置测量得到单光子的相干时间为22 ps,对应的谱线半高全宽度为30μeV,且荧光谱线的线型为非均匀展宽的高斯线型.

在（311）面上所生长的Al_xGa_（1－x）As／GaAs单量子阱特性

文章报道了用分子束外延（ＭＢＥ）法在６００℃和６５０℃下，在Ｓｉ掺杂的ＧａＡｓ衬底的（３１１）Ａ和（３１１）Ｂ面上成功地生长了高质量的ＡｌｘＧａ１－Ａｓ／ＧａＡｓ单量子阱材料。计算了光荧光（ＰＬ）峰值能量，并与实验作了比较。讨论了（３１１）Ａ和（３１１）Ｂ面上的不同生长特性。

一种GaAs/GaAlAs分别限制单量子阱锁相列阵激光器

本文描述一种由MOCVD生长的GaAs/GaAlAs 分别限制单量子阱片子制作的锁相列阵大功率激光器.由十个单横模器件耦合而成的列阵器件,其阈值电流为67mA,线性输出功率大于500mW,微分量子效率达60％.列阵器件由强耦合区和弱耦合区构成,考察了强耦合区的几何结构对耦合模即输出远场分布的影响.

MBE生长InGaAs／GaAs应变层单量子阱激光器结构材料的研究

采用ＶａｒｉａｎＧｅｎⅡＭＢＥ生长系统研究了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阶（ＳＳＱＷ）激光器结构材料。通过ＭＢＥ生长实验，探索了Ｉｎ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）ｔＡｓ／ＧａＡｓＳＳＱＷ激光器发射波长（λ）与Ｉｎ组分（ｘ）和阱宽（Ｌ＿ｚ）的关系，并与理论计算作了比较，两者符合得很好。还研究了材料生长参数对器件性能的影响，主要包括：Ⅴ／Ⅲ束流比，量子阱结构的生长温度Ｔ＿ｇ（ＱＷ），生长速率和掺杂浓度对激光器波长、阈值电流密度、微分量子效率和器件串联电阻的影响。以此为基础，通过优化器件结构和ＭＢＥ生长条件，获得了性能优异的Ｉｎ＿（０．２）Ｇａ＿（０．８）Ａｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阱激光器：其次长为９６３ｎｍ，阈值电流密度为１３５Ａ／ｃｍ￣２，微分量子效率为３５．１％。

Single-mode GaAs/AlGaAs quantum cascade microlasers

Single-mode edge emitting GaAs/AlGaAs quantum cascade microlasers at a wavelength of about 11.4μm were realized by shortening the Fabry-Perot cavity length. The spacing of the longitudinal resonator modes is inversely proportional to the cavity length. Stable single-mode emission with a side mode suppression ratio of about 19 dB at 85 K for a 150-μm-long device was demonstrated.

InGaAs/GaAs应变量子阱的发光特性研究

利用低压金属有机化学气相沉积技术(LP-MOCVD)生长InGaAs/GaAs单量子阱(SQW),通过改变生长速率、优化生长温度和V/III比改善了量子阱样品的室温光致发光(PL)特性。测试结果表明,当生长温度为600℃、生长速率为1.15μm/h时,生长的量子阱PL谱较好,增加V/III比能够提高量子阱的发光强度。实验分析了在不同的In气相比条件下,生长速率对量子阱质量的影响,利用模型解释了高In气相比时,随着生长速率增加PL谱蓝移现象消失的原因。

单量子阱GaAs/AlGaAs半导体激光器

本文介绍了用分子束外延法制作的梯度折射率分别限制式单量子阱GaAs/AlGaAs半导体激光器。该器件具有较低的阈值电流密度和单模运转特性,连续输出功率可达55mw。

LP-MOCVD生长大功率InGaAsP/GaAs量子阱激光器

设计并利用LP－MOCVD生长了InGaAsP/GaAs分别限制单量子阱结构，采用无铝的InGaP做光学包层。腔面未镀膜情况下，测试10支条宽100μm，腔长1mm的激光器样品，连续输出功率超过1W，阈值电流密度为330～490A/cm2，外微分量子效率为55％～78％，中心发射波长为(808±3)nm。

InGaAs/GaAs/InGaP量子阱激光器的激光单模特性研究

报道了InGaAs/GaAs/InGaP量子阱激光器的激光光谱研究,并在法布里-珀罗(FP)腔激光器中发现了单模工作特性,且该单模工作特性可以在较大的工作电流范围内(36~68mA)存在,在一定的电流(14mA)范围内保持单模可调谐。在20℃,当器件注入电流为62 mA时,激光器单模工作情况下的最大边模抑制比(SMSR)为29.8dB,在其他电流条件下该器件的边模抑制比也都大于20dB。激光器在单模工作时,器件最大输出功率(单面)达到12.5mW。对于具有相同结构和材料的FP腔激光器来说,在不同条宽或腔长的器件中都观察到上述单模工作特性。这一特性在一些单频激光的应用系统中具有较大的应用价值。