用微结构改进InGaAlP量子阱发光二极管的出光强度

针对半导体发光二极管 (LED)出光效率低下的问题 ,提出了一个在LED顶部引入周期性微结构的新设想。根据这一设想 ,采用简单的微加工技术研制成功带有环形槽微结构的圆台形InGaAlP量子阱LED。结果表明 ,这种新型LED在竖直方向的出射光强比不带微结构的LED有明显增强。这一成功为改进发光二极管的出光效率提供了新的途径     

阶梯状InGaN量子阱发光二极管的光学特性

利用有效质量理论,研究了传统量子阱结构(样品A)、In_(0.15)Ga_(0.85)N/In_(0.25)Ga_(0.75)N阶梯状量子阱结构(样品B)和In_(0.25)Ga_(0.75)N/In_(0.15)Ga_(0.85)N阶梯状量子阱结构(样品C)发光二极管的光学性质。数值结果表明,在较大的注入电流密度下,样品B具有最大的内量子效率,并且能有效地抑制效率下降效应。其可归因于二方面:一方面,相比样品A和C,样品B在较高跃迁能级具有更大的光学动量矩阵元和电子-空穴费米分布函数之积,从而导致了更大的总辐射复合率;另一方面,由于样品B在导带中具有更大的内部电场,致使电子在阱层中分布在更窄的区域内,降低了电子-空穴交叠,俄歇复合率也被降低了。值得注意的是,样品C在价带中具有较大的内部电场,导致了空穴在阱层中分布在较窄的区域内。尽管如此,由于电子空穴的有效质量不一样,内部电场对电子空穴分布的影响也不同,反而导致了样品C具有更大的电子-空穴交叠,更高的俄歇复合率。此外,通过降低阶梯状量子阱中第一层InGaN层的厚度,样品B的发光效率能进一步提高。     

InGaP／InGaAIP量子阱激光器输出特性的研究

半导体红光激光器以其体积小、价格便宜等越来越成为人们关注的焦点。通过测定InGaP／InGaAIP量子阱激光器的I—V关系和不同电压下的发射光谱,对输出光谱的半高宽和发光峰位随外加电压的变化进行了分析。     

一种量子阱超辐射发光二极管的脊波导设计

超辐射发光二极管因具有短的相干度、较宽的光谱、高的输出功率及工作稳定性好的特性,广泛应用于各种工程领域。从量子阱结构出发,在详细分析了量子限制效应的基础上,设计了一种量子阱脊波导结构,并从功率分布角度定义了限制因子,对脊波导的脊高、脊宽、包层厚度等参数进行了结构优化,经过数值模拟及结果讨论,确定了脊宽为2μm、脊高为0.5μm、包层厚度为0.2μm的脊波导结构设计对光密度分布起到了良好的限制作用。     

量子阱器件的发展及其应用

随着半导体量子阱材料的发展，量子阱器件广泛应用于各种领域。本文主要介绍量子阱的基本原理，重点从量子阱材料．量子阱激光器、量子阱虹外探测器、量子阱LED、量子阱光集成器件等方面介绍量子阱理论在光电器件方面的发展及其应用。     

GaN LED量子阱光发射模型

在分析GaN LED量子阱结构对载流子限制和俘获的基础上,考虑量子限制Stark效应和Franz-Kddysh效应,提出了一种基于InGaN有源区的载流子复合及光发射模型.模拟结果表明LED的光发射效率和波长依赖于有源区In组分变化引起的势能涨落和阱尺寸,并得到LED发光波长红移的原因为：非故意掺杂引入新的施主能级和受主能级,新能级之间以小于带隙的能量跃迁;Franz-Keldysh效应随阱厚的增加而加强;压电极化和自发极化形成的内电场在空间上将电子和空穴隔开,但电子和空穴波函数的交叠允许它们在较低的能级上辐射复合;以及带边吸收的影响.     

量子阱LD有源区量子阱数目的优化设计

采用直观的载流子、光子库模型,导出半导体激光器速率方程,得到输入电流、输出光功率的关系以及激光器腔体参数与注入电流的关系,从而给出在设计激光器时遇到的相关限制的方程,以及LD电流与某种形式的电流增益转换因子的关系,根据增益曲线上的最佳工作点来优化有源区量子阱数目．给出了共面量子阱LD在固定有源长度、固定无源区长度的共面量子阱激光器的量子阱数目优化方案．     

阱宽对抛物量子阱的影响

本文采用变分法研究了阱宽对氮化物抛物量子阱的影响，结果表明，抛物量子阱阱宽对能量的影响是很明显的，基态能量和第一激发态能量随阱宽的增大而减少．     

正切平方势量子阱的光整流特性

从理论上研究了正切平方势量子阱的光整流特性.利用有效质量近似,通过对系统的薛定谔方程的求解,得到了系统的能级与波函数.使用密度矩阵理论和迭代法,给出了系统的光整流的表达式.结果表明:随着限制势高度V0的增大,光整流的峰值逐渐变小,并且向着能量高的区域移动;当限制势宽度d逐渐增加,光整流的峰值也在增大,且向着低能量方向移...     

对称耦合量子阱能级特性研究与量子阱结构优化

采用无限深势阱模型分析对称耦合量子阱中最低子能级的形成,并利用二能级体系理论给出对称耦合量子阱中各子能级随外电场的变化规律。根据理论分析,指出了对称耦合量子阱在量子阱光开关应用中的优势和不足,并提出了一种新的耦合量子阱结构——准对称耦合量子阱。     

量子阱、量子线及量子点

半导体纳米材料是纳米材料的一个重要组成部分,由于能带工程而实现的半导体超晶格、量子阱、量子线和量子点这类低维结构具有的独特物理性质,使得纳米薄膜、纳米微粒、纳米团簇、纳米量子点等所显示出的新颖的电、磁、光以及力学性质,令它们与电子学、光电子学以及通信技术、计算机技术的发展密切相关。纳米结构的电子和光子器件将成为下一代微电子和光电子器件的核心。     

组分渐变过渡层对氮化镓基发光二极管性能的影响

针对半导体发光二极管(LED)中普遍存在的效率衰减效应严重影响大注入电流条件下LED发光性能的问题,在传统InGaN/GaN多量子阱LED基础上,设计了组分渐变过渡层结构,引入到量子垒和电子阻挡层界面。模拟计算结果表明:当引入过渡层后,量子垒和电子阻挡层界面处的电子势阱深度和空穴势垒高度减小,有益于有源区载流子浓度的提高,有效提升了量子阱内辐射复合速率,使发光效率衰减现象得到显著改善.研究结果对大功率发光二极管的结构设计和器件研发具有启发作用.     

混合应变量子阱半导体光放大器噪声特性研究

研究了直接耦合混合应变量子阱ＳＯＡ的噪声特性，实验测定了ＳＯＡ在１３０ｍＡ偏塌流下的噪声指数为７．７ｄＢ，表明应变量子阱结构改善了ＳＯＡ的噪声性能。理论分析指出，通过消除ＳＯＡ的剩余反射，其噪声性能可以得到进一步的改善。     

量子阱半导体太阳能电池的研究

本文简要介绍太阳能电池尤其是量子阱半导体太阳能电池的研究动态．讨论分析研究热点．并首次提出布拉格光栅反射加强型量子阱太阳能电池器件结构和主要研究措施。     

CdTe／ZnTe多量子阱光双稳器件的研究

介绍了由分子束外延技术生长的ＣｄＴｅ／ＺｎＴｅ多量子阱光双稳器件的工作原理以及制作、结构、测试方法及测试结果，在５３２ｎｍ波长下两个样品都观察到了典型的光双稳态现象。     

双量子阱中的折射率改变

用量子力学的密度矩阵和迭代的方法,得到双量子阱的光致折射率改变的解析表达式,并以典型的GaAs／AlGaAs双量子阱为例,进行数值计算。结果表明,折射率改变不但与入射光强有关,更与阱中的势垒宽度有关。     

量子阱红外探测器研究现状及展望

经过近30年的发展,量子阱红外探测器的研究工作取得了长足的发展。本文介绍了国内外量子阱红外探测器的最新研究成果,着重阐述了量子阱红外探测器的结构,工艺流程,存在的问题,并展望了量子阱红外探测器未来的发展方向。     

用Simulink软件模拟分析量子阱半导体激光器

分析了单量子阱激光器（ＳＱＷ－ＬＤ）工作原理,阐述了载流子和光子在器件内部运动过程中,分别限制异质结构和量子阱之间引入过渡态（准二维态）的作用及必要性,在此基础上,给出了完的速率方程。使用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件建立了ＳＱＷ－ＬＤ的数值分析模型。     

混合应变量子阱半导体光放大器噪声特性研究

研究了直接耦合混合应变量子阱 Ｓ Ｏ Ａ 的噪声特性．实验测定 Ｓ Ｏ Ａ 在 １３０ ｍ Ａ 偏置电流下的噪声指数为 ７．７ ｄ Ｂ，表明应变量子阱结构改善了 Ｓ Ｏ Ａ 的噪声性能．理论分析指出，通过消除 Ｓ Ｏ Ａ 的剩余反射，其噪声性能可以得到进一步的改善．