多量子阱结构GaN光致发光谱温度变化特性研究

【目的】研究金属有机物气相外延制备的多量子阱结构 Ga N 材料的变温光致发光谱,探讨多量子阱结构 Ga N 的发光机制。【方法】对样品 进 行 变 温 光 致 发 光 谱 测 试,从 发 光 强 度 和 发 光 峰 位 两 个 角 度 研 究 样 品 的 发 光 机 制。【结 果】在10~300K温度范围内光致发光谱共有4个发光峰,温度为10K 时观察到的发光峰峰值波长分别位于355,369和532nm,100K 时出现峰值波长为361nm 的新发光峰。【结论】分析认为位于355,361,369和532nm 的多峰发光结构分别与激发光源、激子发光、带边发光、量子阱发光和黄带发光相关。361nm 附近带边发光光子能量与温度的变化规律与 Van-shni经验公式吻合,369nm 附近量子阱发光峰峰位随温度变化呈“S”型。
     

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.     

多量子阱垒结构优化提高GaN基LED发光效率研究

为了解决由于极化效应引起的漏电流影响发光效率的问题,以k.p理论为基础建立多量子阱模型,分析研究了GaN基LED中不同的InGaN/InGaN多量子阱发光层势垒结构.基于化合物半导体器件的电学.光学和热学属性的有限元分析,设计与优化多量子阱中靠近P型AIGaN电子阻档层倒数第二层势垒,显著提高了光输出功率,减少漏电流.数值模拟分析表明,改良多量子阱势垒能够大幅提高高亮度,高功率器件结构光电特性.     

GaN基量子阱蓝光LED的光学特性研究

在5.6K和300K温度下,Ga N基量子阱蓝光LED的光致发光谱表现出不同的发光特性。分析结果表明:5.6K温度下,量子限制斯塔克效应是Ga N基量子阱蓝光LED的光致发光谱变化的主要原因;300K温度下,非辐射复合首先影响Ga N基量子阱蓝光LED的光致发光谱,非辐射复合被屏蔽后,量子限制斯塔克效应成为Ga N基量子阱蓝光LED的光致发光谱变化的主要原因。     

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。     

InGaN/GaN多量子阱太阳电池的光电性能研究

对利用In含量为0.3的In Ga N/Ga N多量子阱制作的In Ga N太阳电池的结构和光电性能进行了研究,该太阳电池的In Ga N/Ga N多量子阱结构在一定程度上减轻了In N和Ga N相分离现象.研究结果显示,In Ga N/Ga N多量子阱结构的太阳电池,在单色光波长大于420 nm的工作条件下的光电性能有明显的改善.利用In Ga N/Ga N多量子阱结构制作的In Ga N太阳电池,其开路电压约为2.0 V,填充因子约为60%,在波长420 nm时,外量子效率为40%,但在波长450 nm时,却只有10%.     

半导体CdSSe量子点10K光致发光谱和光吸收谱研究

在10K温度下,通过光致发光和光吸收谱实验研究半导体CdSSe量子点,并进行了变温测量.分析了半导体量子点的量子尺寸效应、量子点电子能级的温度效应、量子约束效应和声子对光致发光谱的影响.     

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．     

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。     

多量子阱结构的MOVPE生长

利用金属有机气相沉积技术生长ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多量子阱结构，通过改变生长程序，得到了优化的陡峭量子阱界面．并利用光致发光（ＰＬ）和Ｘ射线双晶衍射对其界面质量分析，Ｘ射线双晶衍射表明界面起伏为一个原子层厚度，在１０Ｋ温度下ＰＬ谱半峰高宽（ＦＷＨＭ）为７ｍｅＶ     

GaAs／AlGaAs多量子阱结构材料的光致发光特性

采用ＭＯＣＶＤ技术制备了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱结构材料，对其进行了光致发光特性的测量，结果观察到５个发光峰，其波数分别为ｕ＝９６００ｃｍ＾－１，１２０２０ｃｍ＾－１，１２２４０ｃｍ＾－１１２５５０ｃｍ＾－１和１３０７０ｃｍ＾－１，并对发光峰的位置进行了理论的说明。     

GaAs/AlGaAs多量子阱结构材料的光致发光特性

采用ＭＯＣＶＤ技术制备了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱结构材料,对其进行了光致发光特性的测量,结果观察到５个发光峰,其波数分别为υ＝９６００ｃｍ－１,１２０２０ｃｍ－１,１２２４０ｃｍ－１,１２５５０ｃｍ－１和１３０７０ｃｍ－１,并对发光峰的位置进行了理论的说明     

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...     

能带调控提高GaN/InGaN多量子阱蓝光LED效率研究

In Ga N/Ga N多量子阱中由于存在极化效应导致能带弯曲,并由此导致电子和空穴在空间上被分离,因此严重降低了Ga N基LED的发光效率.针对此问题,我们设计了一种组分渐变的量子阱结构,利用组分与能带的关系对量子阱进行能带调控,使得量子阱中的能带弯曲减弱.该方法有效增加了LED的光功率和外量子效率.电致发光谱测试显示,在注入电流为35 A/cm2时,具有能带调控量子阱的LED其外量子效率比传统结构的LED提高了10.6%,发光功率提高了9.8%.能带模拟显示,能带调控后的量子阱中能带倾斜现象减弱,且空穴浓度明显增加,因此电子空穴波函数在空间中的重叠面积得到有效提高,最终提高了辐射复合效率.     

准对称耦合量子阱与光开关结构优化设计

根据光开关对量子阱材料的要求,提出了具体的量子阱结构优化原则。以准对称耦合量子阱为蓝本,利用此优化原则,对其结构进行优化。通过对优化后的准对称耦合量子阱电光特性的分析,发现该量子阱结构在低工作电压(F=40 kV/cm)、低吸收系数(α<100 cm-1)的情况下仍有一很大的场致折射率变化(对TE模入射光,(Δn)max=0.021 6;对TM模入射光,(Δn)max=0.033),从而验证了优化程序的正确性。     

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。     

GaInP/(Al_xGa_(1-x))InP多量子阱结构的光荧光特性分析

利用金属有机化合物气相沉积(MOCVD)技术生长了GaInP/(AlxGa1-x)InP多量子阱(MQW)结构材料,对其进行光荧光特性测量,观察到在波长λ=647 8nm和λ=861 6nm处分别存在一个强发光锋和一个弱发光峰.理论计算和实测结果基本一致.     

MOCVD GaN/InN/GaN量子阱的应变表征

采用MOCVD外延生长11周期InN/GaN量子阱结构样品,原子力显微镜表面形貌结果显示实现了台阶流动生长模式.通过高分辨率X射线衍射与掠入射X射线反射谱技术获得了阱层与垒层的实际厚度.从(102)非对称衍射面与(002)对称衍射面的倒异空间图,确认了InN阱层处于与GaN共格生长的完全应变状态,获得了GaN缓冲层的晶体质量信息及其c轴与a轴晶格常数,确认外延层因受衬底热失配的影响处于压应变状态.     

InGaAsP多量子阱结构激光器阱数设计与制备

针对目前多量子阱激光器结构设计中，忽略了载流子在每个阱内的注入不均匀性的问题，从油松方程和电流连续方程出发，提出每个阱单独考虑的计算方法，从而比较精确地计算出多量子阱激光器的净增益，给出多量子阱激光器的最佳阱数选择，根据设计结果，生长了ＩｎＧａＡｓＰ分别限制量子阱结构．利用质子轰击制得条形量子阱激光器，实现室温连续工作．阈值电流为６０ｍＡ，激射波长为１．５２μｍ，单面输出外微分量子效率为３６％．