摘要：自组装半导体量子点是人工设计、生长的一种具有量子尺寸效应、量子干涉效应、表面效应、量子隧穿和Coulumb阻塞效应以及非线性光学效应的新型功能材料.由于其具有晶体缺陷少、材料制备工艺相对简单等优点而在未来纳米电子器件的研制中有重要的应用价值.本文按照纵向输运、横向输运、电荷存储的顺序,扼要评述了自组装半导体量子点电子学性质的最新研究进展,并对目前存在的问题和发展前景作了分析.

摘要：提出一种选择区域外延双有源区叠层(SAG-DSAL)结构新技术,基于此技术设计研制了单片集成电吸收调制激光器(EML),SAG-DSAL-EML管芯的阈值电流为20 mA,工作电流为100 mA时的出光功率为10 mW,由吸收调制器(EAM)加-3 V偏压时的消光比为12 dB,实现了简化制作工艺并提高器件性能的预期目的,有望用于规模化生产。

摘要：半导体基中远红外探测器在成像、传感、国家安全以及国防领域具有广泛的应用背景。目前,在这个领域最主流的技术之一是量子阱红外探测器(QWIPs)。传统的量子阱红外探测器往往存在较大的暗电流和较低的工作温度等限制。量子级联探测器(QCDs)是一种新型的光伏型量子阱红外探测器。其工作原理基于电子吸收光子后在量子阱的子带间跃迁并且激发态电子通过人工设计的势能阶梯形成无需外加偏置电压的定向输运。这种基于新原理的红外探测器一经出现便引起人们高度的关注并经历了快速的发展。文中介绍了中国科学院半导体所在量子级联探测器研究方面的最新成果。

摘要：基于Dyakonov和Shur等离子体波振荡原理设计并流片制备了一种采用65 nm标准CMOS工艺的3.0THz探测器,探测器包括贴片天线、NMOS场效应晶体管、匹配网络及陷波滤波器。探测器在室温条件下可达到526 V/W的响应率(Rv)和73 pW/Hz1/2的噪声等效功率(NEP)。采用该探测器和步进电机搭建了太赫兹扫描成像系统,获得了太赫兹源出射光斑的远场形状,光斑的半高宽(FWHM)为240μm;并对聚甲醛牙签和树叶进行了扫描成像实验,结果表明CMOS太赫兹探测器在成像领域有潜在的应用前景。

摘要：半导体分布反馈(DFB)激光器以其卓越的光谱特性、调制特性以及低成本、可量产优势已经成为光纤通信、空间光通信中的重要光源,并将在5G、数据中心、激光雷达以及微波光子学等应用中发挥不可替代的作用。针对通信波段半导体DFB激光器的不同应用需求及特征展开综述,分别就直接调制DFB激光器、大功率DFB激光器以及低噪声(窄线宽及低相对强度噪声)DFB激光器的设计原理、优化方法及进展进行了整理、评述与展望。

摘要：陷光结构的优化是增加硅薄膜太阳电池光吸收进而提高其效率的关键技术之一.以硅纳米线阵列为代表的光子晶体微纳陷光结构具有突破传统陷光结构Yablonovith极限的巨大潜力.通常硅纳米线阵列可以用作太阳电池的增透减反层、轴向p-n结、径向p-n结.针对以上三种应用,本文运用有限时域差分(FDTD)法系统研究了硅纳米线阵列在300—1100 nm波段的光学特性.结果表明,当硅纳米线作为太阳电池的减反层时,周期P=300 nm,高度H=1.5μm,填充率(FR)为0.282条件下时,反射率最低为7.9%.当硅纳米线作为轴向p-n结电池时,P=500 nm,H=1.5μm,FR=0.55条件下纳米线阵列的吸收效率高达22.3%.硅纳米线作为径向p-n结电池时,其光吸收主要依靠纳米线,硅纳米线P=300 nm,H=6μm,FR=0.349条件下其吸收效率高达32.4%,进一步提高其高度吸收效率变化不再明显.此外,本文还分析了非周期性硅纳米线阵列的光学性质,与周期性硅纳米线阵列相比,直径随机分布和位置随机分布的硅纳米线阵列都可以使吸收效率进一步提高,相比于周期性硅纳米线阵列,优化后直径随机分布的硅纳米线阵列吸收效率提高了39%,吸收效率为27.8%.本文运用FDTD法对硅纳米线阵列的光学特性进行设计与优化,为硅纳米线阵列在太阳电池中的应用提供了理论支持.

摘要：因量子级联激光器的工作波长可覆盖红外到太赫兹波段,在大气污染检测、工业污染监控、医学诊断、毒品及生化危险品灵敏检测、自由空间通信等领域具有广泛的应用前景。从1994年问世到现在,量子级联激光器已经从最初的实验室原理器件发展到可实用化的红外波段最具发展前景的半导体激光器。本文从量子级联激光器设计思路的演进、工作波长范围的扩展、提高输出功率、实现单模的宽调谐、提高光束质量等方面依次介绍相应的研究进展,最后给出简要总结与展望。

摘要：量子级联激光器具有效率高、体积小、功耗低、波长可大范围选取的特点,已经被广泛应用于定向红外对抗系统、自由空间光通信和痕量气体传感等领域。回顾了量子级联激光器近20年的进展。首先总结了量子级联激光器的总体发展历程和发光原理;接着介绍了主要用于定向红外对抗的大功率量子级联激光器的几种典型有源区结构设计,然后讨论了气体传感用的单模分布反馈量子级联激光器;接着又论述了单片集成高亮度量子级联激光器相干阵列的研究情况;此外,还介绍了自由空间通信用的量子级联激光器的发展情况;最后,描述了近些年才出现中红外量子级联激光器光频梳的研究进展。

摘要：应用深能级瞬态谱(DLTS)技术详细研究分子束外延生长的Pseudomorphic—high elec-tron mobility transistor(P-HEMT)结构中深能级行为。样品的DLTS表明,在P-HEMT结构的n-AlGaAs层里存在着较大浓度(10^(15)-10^(17)cm^(-3)和俘获截面(10^(-16)cm^2)的高温电子陷阱。它们直接影响着器件性能。高温电子陷阱的产生可能与AlGaAs层里的氧含量有关。实验结果还表明,DLTS技术有可能成为器件优化设计的一种工具。

摘要：为了提高红外探测器的工作温度,基于InAs/GaSb II类超晶格材料设计了一种五级带间级联结构中波红外光电探测器,并采用分子束外延技术和标准化光刻及刻蚀技术进行了器件的制备。在77 K时,该器件的50%截止波长是4.02μm,在0 V时峰值探测率为1.26×10^(12) cm·Hz^(1/2)/W;在300 K零偏压下,该器件的50%截止波长是4.88μm,峰值探测率为1.28×10^(9) cm·Hz^(1/2)/W,实现了高温探测。从180 K到300 K,器件的暗电流主要由扩散电流主导。在77 K到220 K温度范围的暗电流曲线中观察到了负微分电阻现象,并解释了峰谷电流比相对于温度变化的趋势。研究结果表明,具有带间级联结构的T2SL探测器可以进行室温工作,在中波范围内有比较明显的优势。