高倍增 GaAs 光电导开关的设计与研制

首次报导了采用Ｓｉ３Ｎ４、硅凝胶钝化／保护的微带线低电感输出的全固态ＳＩ－ＧａＡｓ高压亚纳秒光电导开关的研究结果,该器件的耐压强度为３５ｋＶ／ｃｍ,具有理想的暗态伏安特性;典型的电流脉冲上升时间为２００ｐｓ,电流达１００Ａ．并在实验中观测到典型的高倍增（Ｌｏｃｋｏｎ效应）现象．     

高倍增GaAs光电导开关中的单电荷畴

给出了高倍增SI－GaAs光电导开关中在临界光能,电场阈值触发条件下的瞬态光激发电荷畴现象的实验结果,进一步讨论了生成畴的光,电阈值条件,提出用类似于耿畴的单电荷畴的物理模型来描述高倍增GaAs光电导开关中的Look-on效应。分析了单电荷畴的民和辐射发光的物理过程,并对Lock-on效应的典型现象作了物理解释。     

GaAs光导开关瞬态光电导效应的研究

光导半导体开关自问世以来，以其优良的特性受到人们广泛的关注，其应用领域不断地拓展。本文对立了一个光导开关的瞬态响应模型，对ＧａＡｓ瞬态光电导效应进行了研究，重点研究了是光作用过程的Ｄｅｍｂｅｒ效应和各种重要的复合机制对ＧａＡｓ光导开关光电导响应的影响。     

GaAs光电导开关激子效应的光电导特性

从GaAs光电导开关的激子效应和光激发电荷畴理论基础出发,研究了强电场触发下GaAs光电导开关激子效应的光电导特性;光激发电荷畴与激子效应的相互作用以及激子的形成、传输及离解过程形成自由电子和空穴,为激子激发光电导提供了必要的条件。影响激子效应的光电导特性的主要因素有:激子能级的吸收,束缚激子及光激发电荷畴引起的能带重整化效应,多声子跃迁,束缚激子沿位错线发生分裂和漂移。在上述因素的相互耦合作用下,使得GaAs光电导开关激子效应的光电导呈现出一定的振荡特性。     

Monte Carlo 方法在高倍增 GaAs 光电导开关模拟中的应用

在ＧａＡｓＰＣＳＳ′ｓ的模拟中引入了ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法,重点对非线性模式中锁定（Ｌｏｃｋｏｎ）效应发生的机理及其阈值条件进行了计算分析．结果表明,阈值条件与器件材料的性质、偏置电场和激励光脉冲能量等因素密切相关．在与ＮＤＲ相对应的偏置电场范围内,Ｌｏｃｋｏｎ效应的发生有最低的光能要求．文中将这些结果与实验数据进行了对比分析和讨论．     

GaAs光电导开关非线性锁定效应的机理研究

根据光激发电荷畴模型,研究强电场条件下,半绝缘GaAs光电导开关体内热电子的瞬态输运过程及载流子与晶格相互作用的性质,并对光激发单极电荷畴的形成、生长、输运及达到稳定平衡状态的全过程进行了分析。认为GaAs光电导开关的非线性锁定效应是光激发单电荷畴处于稳定平衡状态时的必然结果,同时,电荷畴内部及前端的强电场区域伴随有热电子强烈的局部碰撞电离和辐射复合作用,使载流子迅速雪崩倍增,形成输出电脉冲的超快上升沿,强电场区出现在GaAs光电导开关的阳极周围,在电荷畴到阳极之间将发生强烈的碰撞电离和辐射复合发光,形成丝状电流。     

超快光电导开关瞬态电阻计算方法

应用电磁学原理,研究了光电导开关输出电流中的位移电流和传导电流,认为位移电流可以由内建电场变化和负载分压过程引起.内建电场变化引起的位移电流在大间隙光电导开关中可以忽略;负载分压引起的位移电流能够抑制光电导开关输出电流的变化.横向光电导开关的输出电流主要依赖电极吸收载流子形成的传导电流和负载分压引起的位移电流.建立了基于载流子输运过程与瞬态电磁过程的全电流模型.根据此模型得到了光电导开关瞬态电阻计算方法,与电导率模型相比,该方法可以更精确描述超快光电导开关的瞬态电阻.     

超快光电导开关的传输特性分析及优化方案

超快光电导开关输出的是超宽带的电脉冲信号,因此开关至负载的传输线路设计优劣对输出波形影响很大。本研究分析了光电导开关典型的同轴-微带传输结构,计算了线性工作模式下开关电阻瞬态变化在传输线路阻抗不连续处引起的电磁波反射,及其对输出脉冲波形和电压传输率产生的影响,然后与实测脉冲波形进行了对比,解释了肩峰现象。最后根据仿真结果提出了提高光电导开关传输特性的三种优化方案。     

金属电极结构及工艺对SiC光导开关寿命的影响

本文研究了金属电极结构和工艺对SiC光导开关寿命的影响。SiC光导开关采用钒掺杂的半绝缘6H-SiC基片,以Ti/Al/Ti/Au为接触电极,以重掺杂n＋-GaN薄膜为次接触层。电极结构具有不同的参数,且所经过的退火温度也不同。开关寿命测试实验表明：退火温度对SiC光导开关的寿命影响最大;边缘间隙应越小越好,但受到制备工艺限制;1μm的结合层厚度是足够的。     

影响超快光电导开关关断特性的主次因素

超快光电半导体开关的最大重复工作频率由关断特性决定，而影响关断特性的因素很多。基于超快光电半导体开关的大量实验，分析了影响关断特性的主要因素和次要因素，认为关断特性主要取决于载流子的寿命、载流子的漂移速度、深能级陷阱作用，其中，载流子寿命是最重要的因素。触发光参数及光电耦合关系、电极工艺、电路参数对关断特性有一定影响。     

YBa2Cu3O6+x光电导效应的研究进展

本就高温超导体YB2Cu3O6 x的光电导效应的研究现状进行了介绍，并就机理解释及未来的研究工作做了简单的评述。     

高倍增GaAs光电导开关中的单电荷畴

给出了高倍增SI-GaAs光电导开关在临界光能、电场阈值触发条件下的瞬态光激发电荷畴现象的实验结果,进一步讨论了生成畴的光、电阈条件,提出了脾类似于耿畴的单极电荷畴的物理模型来描述高倍增GaAs光电导开关中的Lock-on效应。分析了单极电荷畴形成和国辐射发光的物理过程,并对Lock-on效应的典型现象作了物理解释。 （将发表在《西安理工大学学报》2001 Vol.17 No.2）     

用氩激光测量高激发下CdS单晶的光电导

在室温下，ＣｄＳ晶体具有强烈的非线性光吸收效应。我们测量了高激发下ＣｄＳ晶体的电导性质，并且用电子－激子散射模型对其进行数值分析。数值计算结果和测量值能很好地符合，从而进一步证明了ＣｄＳ晶体的非线性吸收是由于晶体内电子－激子散射造成的。     

热载流子效应对GaAs光电导天线仿真的DD模型修正

研究了光电导天线辐射产生的太赫兹电场强度与外加偏置电场的关系。利用太赫兹时域光谱系统对34μm孔径GaAs偶极子光电导天线进行了测量,得到了外加16.2 kV/cm电场时,辐射太赫兹电场趋于饱和。理论分析了热载流子效应是使光电导天线辐射太赫兹电场趋于饱和的主要原因。同时用热载流子效应修正的扩散-漂移模型结合时域有限差分方法对该天线进行了仿真,仿真与实测数据吻合,表明:考虑飞秒激光照射强场条件下GaAs材料,修正的扩散-漂移模型热载流子效应对漂移速度的影响能准确仿真偏置电场与光电导天线辐射场强的关系。     

三硒化二铟纳米线的尺寸依赖性光电导研究

利用气-液-固(VLS)生长机理合成出高质量的单晶三硒化二铟(In_2Se_3)纳米线,所合成的In_2Se_3纳米线的直径分布在20～200 nm范围内,长度为几十微米.采用标准的微纳加工工艺,成功构建了基于单根In_2Se_3纳米线的器件,其器件结构为电阻型结构.经过对一系列具有不同直径大小的In_2Se_3纳米器件的光电导性能研究,该类器件的光电导性能表现出明显的尺寸依赖性,为构建基于In_2Se_3纳米线的高效光探测器提供了关键的实验和理论依据.     

基于电荷转移体系聚合物/C60组合膜的光电导增强效应

利用物理喷束沉积技术在石英和ＩＴＯ衬底上获得了ＭＢＢ－ＰＰＶ／Ｃ６０和ＭＢ－ＰＰＶ／Ｃ６０组合薄膜,研究了聚合物特性和膜的结构对光电导的影响。光电导和时间分辨荧光结果表明两种组合膜的光电导较纯的ＰＰＶ和Ｃ６０有明显的增强效应,而且ＭＢＢ－ＰＰＶ／Ｃ６０的光电导优于ＭＢ－ＰＰＶ／Ｃ６０。结果表明在ＰＰＶ／Ｃ６０体系中存在着有效的激发传递过程。