摘要：为了确定量子阱红外探测器(QWIP)峰值响应波长与势垒中al组分的关系,建立微观结构表征与宏观特性的关系,设计不同组分含量的实验样品,对样品进行相应的测试,分析探讨了al组分与理论峰值波长的关系。利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长GaAs/alxGa1-xAs量子阱材料,分别制备出势垒中al组分为0.23、0.32的1#、2#样品。用傅里叶光谱仪分别对其进行77K液氮温度下响应光谱测试及室温光致荧光(PL)测试。响应光谱结果显示,1#、2#样品峰值响应波长分别为8.36、7.58μm,与由薛定谔方程计算得到的峰值波长9.672、7.928μm的误差分别为15.6%、4.6%。利用高分辩透射扫描电镜(HRTEM)对样品进行分析发现,GaAs与alGaAs晶格的不匹配及量子阱材料生长过程精度控制不够是造成1#样品误差较大的主要原因,说明势垒中al组分x减小致使量子阱中的子带间距离逐渐缩小,导致峰值响应波长红移。PL实验结果与理论计算相符合,说明改变势垒中al组分x可实现QWIP峰值波长的微调。

摘要：采用SiLENSe(Simulator of light emitters based on nitride semiconductors)软件仿真研究了al_(x)In_(y)Ga_(1-x-y)N电子阻挡层(EBL)al组分渐变方式对GaN基激光二极管(LD)光电性能的影响,实现了提高输出功率和电光转换效率的目的。文中提出的四种al组分渐变方式分别是传统均匀组分、右阶梯渐变组分(0~0.07~0.16)、三角形渐变组分(0~0.16~0)、左阶梯渐变组分(0.16~0.07~0)。结果表明,与传统均匀组分EBL结构相比,al组分阶梯渐变al_(x)In_(y)Ga_(1-x-y)N EBL LD导带底的电子势垒显著提高,价带顶的空穴势垒降低。这主要是由于该结构能有效抑制电子泄漏和提高空穴注入效率,从而提高有源区载流子浓度,进而提高有源区辐射复合效率。当注入电流为0.48 A时,采用al组分阶梯渐变al_(x)In_(y)Ga_(1-x-y)N EBL结构能将器件开启电压从5.1 V降至4.9 V,光学损耗从3.4 cm^(-1)降至3.29 cm^(-1),从而使光输出功率从335 mW提高至352 mW,电光转换效率从12.5%提高至13.4%。此外,讨论了al组分阶梯渐变EBL结构对GaN基蓝光LD光电性能的影响机制。该结构设计将为外延生长高功率GaN基LD提供实验数据和理论支撑。

摘要：鉴于双异质结发光二极管(DH—LED)限制层的al组分的不确定性,本文通过分析载流子在双异质结中的输运及受约束情况,从理论上剖析了al组分确定为一个最合适的取值时,有源层中的载流子应有一个最大数量的复合,此时LED的复合效率最高、发光最强。这个最佳al组分的确认,对于器件结构设计以及相关的MOCVD材料生长有指导意义。

摘要：本文利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法系统地研究了p-alGaN层掺杂机理及优化设计生长.明确了生长温度、压力及TMal的流量对alGaN层al组分的影响关系,并给出了各自不同的机理与作用.研究发现,al组分介于10%—30%之间能够很好地将电子限定在量子阱区域并保持高的材料晶体质量.发展了一种新的生长技术来克服p-alGaN层掺入效率低下和空穴注入不足的问题.优化条件下生长的p型alGaN电子阻挡层很大地提升了InGaN/GaN基LED的输出光功率.

摘要：对980 nm应变量子阱激光器的外延层工艺参数进行优化设计。通过理论计算和软件模拟相结合的方法,优化了量子阱的结构,研究了波导层、包层中的al组分对量子阱激光器效率的影响。根据优化结果,采用金属有机化合物化学气相淀积(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)技术外延生长了激光器的材料,并进行测试。测试结果表明,在室温下,当工作电流为1 A时,阈值电流为150 mA,斜率效率为0.48 W/A(采用150μm×500μm,未镀膜器件),输出功率为400 mW。

摘要：为研究al_xGa_(1-x)N势垒层的厚度和al组分变化对增强型HEMT器件电学特性的影响,文中使用ATLAS软件,利用二元有限元方法,设计了带alGaN缓冲层的P-GaN栅增强型alGaN/GaN HEMT的基本结构,提取了器件势垒层厚度和al组分渐变时的电学特性,仿真结果得出器件的势垒层厚度范围为取15~20 nm,al组分范围取0.2~0.25时器件特性最优。