基于直接调制和外调制的高速半导体激光光源

直接调制和外调制的半导体激光光源在现代光纤通信系统中有着重要的应用。首先介绍了应用于10 Gb/s接入网系统的直接调制AlGaInAs多量子阱DFB激光器。由于AlGaInAs量子阱的导带不连续性较大,因此基于该材料的半导体激光器具有良好的温度特性,其特征温度达到了88 K。同时,该直接调制激光器的3 dB小信号调制响应带宽超过15 GHz。随后介绍面向40 Gb/s干线传输系统的高速DFB激光器/EA调制器集成光源。该集成光源采用同一外延层集成方案,并采用Al2O3高速微波热沉进行了管芯级封装,在3 V反向偏压下获得大于13 dB的静态消光比,3 dB小信号调制带宽超过40 GHz。

基于AlGaN/GaN HEMT结构的氢气传感器

制作了栅极修饰金属Pt的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构的氢气传感器。栅极Pt采用溅射的方法制作,主要起到形成肖特基接触并催化氢气裂解的作用。器件的栅极敏感区域尺寸为5μm×400μm,对常温下氢气浓度为2×10-6至6216×10-6的氢气/氮气混合气进行了检测。结果表明,在VGS=-1.5 V,VDS=1 V的工作偏压下,10倍的氢气浓度变化平均引起33.9%的灵敏度变化量。同时,器件对2×10-6的氢气具有6.3%的灵敏度,表现出了具有竞争力的低浓度检测极限。

基于LED的直下式动态LCD背光源

对液晶显示来说,与静态背光源相比,直下式动态背光源具有多种优点。提出了一种基于LED的直下式动态背光源结构,将单个LED发出的光投射区域限制在散光膜的单一区域,即每个LED只负责液晶部分区域的背光照明。基于该结构,对240mm×180mm尺寸的背光源仿真结果进行了理论分析,结果表明其亮度均匀度达到93.1%,ΔU′V′小至0.003545,完全满足背光源应用要求。

BCB/InP基宽带低损耗共面波导微波传输线

面向高速行波电吸收（EA）调制器的需要，设计并制作了基于苯并环丁烯（BCB）聚合物／InP衬底的宽带（0～40GHz）、低损耗微波共面波导传输线。对共面波导结构开展仿真设计，分别对BCB材料厚度、InP衬底导电率和信号电极宽度等关键参数进行了优化。结果表明，当设计的BCB膜厚为4μm、InP衬底导电率小于0．002（Ω·cm）^-1和信号线宽度为84μm时，微波传输性能可达最优。在此基础上，采用电阻率为10^8μΩ·cm的半绝缘（SI）InP衬底、涂覆4μmBCB薄膜，制作出0～40GHz范围内微波损耗小于0．5dB／mm的共面波导传输线。

薄p型层GaN基p-i-n型紫外探测器的反向漏电特性

制备了薄p型层GaN基p-i-n型紫外探测器,并对其反向漏电特性进行了研究。探测器材料采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上外延生长获得,p-GaN的厚度为30nm。基于该材料制作了具有共面电极的探测器器件,并采用SiO2对刻蚀侧壁进行了钝化。测试结果表明,结面积为1.825×10-4cm2的器件在-1V时的反向漏电流面密度为3.0×10-9 A/cm2,优质因子达到3.7×109Ω.cm2。

基于铝诱导结晶的多晶硅薄膜材料结构优化

基于铝诱导结晶化(AIC)方法,研究了不同溅射材料结构对多晶硅薄膜形成过程和材料特性的影响.首先利用射频溅射Si和直流溅射Al的方法,分别在普通玻璃衬底上沉积Si/Al/Glass,Al/Si/Glass,Si/Al/L/Si/Al/Glass三种不同结构的薄膜材料.采用相同的低温退火(500℃)工艺,对上述薄膜进行了多组时间下的退火Al诱导结晶处理.对退火处理后的样品去除表面多余Al之后进行了X射线衍射、电子显微镜表面观察和霍耳迁移率测试,分析其晶体质量特性和电学特性.结果表明,在足够长时间下,3种结构均可成功实现AIC多晶硅薄膜,其中采用多重周期性结构的薄膜结晶速度最快,并得到更优的结晶效果.

基于X射线衍射的GaN薄膜厚度的精确测量

结合Williamson-Hall plot方法和线型分析方法的优点,提出了一种有效分离有限晶粒尺寸和非均匀应力等X射线衍射展宽效应的方法,可以用于GaN外延层厚度等参数的快速精确测量.用该方法对一系列在蓝宝石衬底上生长的厚度在0.7—4.2μm的GaN外延膜进行了测量,并与椭圆偏振光谱法测量结果进行了比较,结果表明其差别<4%,反应了这种方法的准确性.