Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Solid-State Optoelectronics Information Technology, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 College of Electronic and Communication Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
5 School of Physics, Changchun Normal University, Changchun 130022, China
6 Physics Department, Lancaster University, Lancaster LA1 4YB, UK
In this paper, we demonstrate nBn InAs/InAsSb type II superlattice (T2SL) photodetectors with AlAsSb as the barrier that targets mid-wavelength infrared (MWIR) detection. To improve operating temperature and suppress dark current, a specific Sb soaking technique was employed to improve the interface abruptness of the superlattice with device passivation using a layer. These result in ultralow dark current density of and under at 97 K and 297 K, respectively, which is lower than most reported InAs/InAsSb-based MWIR photodetectors. Corresponding resistance area product values of and were obtained at 97 K and 297 K. A peak responsivity of 0.39 A/W with a cutoff wavelength around 5.5 µm and a peak detectivity of were obtained at a high operating temperature up to 237 K.
mid-wavelength infrared photodetector InAs/InAsSb superlattice high operating temperature dark current Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 012502
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
采用纳米结构是提高有机发光二极管(OLED)出光效率(LEE)的主要方法之一。当纳米结构位于有机层和氧化铟锡(ITO)阳极之间时,可以起到引导模式的重叠、增强散射、提高OLED出光效率的目的。采用金薄膜退火和湿法刻蚀技术在ITO玻璃片上制备随机分布的纳米图形用于橙光OLED器件,研究了纳米图形对器件发光性能的影响因素,同时制作了无纳米图形的标准OLED 器件作为对比。实验结果表明,当金薄膜厚度为10 nm,退火温度为570 ℃,退火时间为240 s,刻蚀深度为30 nm时,与无纳米图形的OLED相比,有纳米图形的OLED的亮度提高17%,电流效率提高34%,功率效率提高32%,外量子效率提高35%,证明纳米图形可以显著地提高OLED器件的出光效率。
光学器件 有机发光二极管 出光效率 纳米图形 金纳米颗粒 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 022301
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
微结构表面设计是提高太阳能电池光电转换效率的主要方法之一。微结构可以增加入射光的吸收率, 减小反射率, 达到提高太阳能电池光电转换效率的目的。本文采用全息光刻和湿法刻蚀技术在ITO玻璃片上制备周期为300 nm的孔阵图形, 以P3HT和PCBM作为电池活性层的给体材料和受体材料。实验结果表明微结构可以提高ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al有机太阳能电池光电转换效率。当孔阵图形刻蚀深度达到60 nm时, 光电转换效率提高了约8 %。实验证实, 孔阵图形的采用增加了入射光的吸收, 提高了太阳能电池光电转换效率。
有机太阳能电池 微结构 全息光刻 孔阵 organic solar cell microstructure holographic lithography hole array
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 上海应用技术大学理学院, 上海 201418
3 浙江亿米光电科技有限公司, 浙江 嘉兴 314100
针对白光发光二极管(LED)器件封装中存在的荧光粉沉淀现象, 对点胶后不同静置时间下白光LED的光学性能和色坐标集中度进行了研究。研究结果表明, 当荧光粉静置时间在0~30 min时, 色坐标落点较为集中, 中心坐标位于色容差7 SDCM内; 30~40 min时, 落点较为分散, 中心坐标超出色容差。模拟了白光LED灯具在热学平衡时的热量分布, 结果显示LED灯具的工作温度满足工业生产的需求。
材料 白光发光二极管 光学一致性 荧光粉沉降 色坐标 激光与光电子学进展
2017, 54(10): 101601
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 吉林农业大学信息技术学院, 吉林 长春 130033
在理想情况下,单光子是由量子点单光子源发光产生的。量子点单光子发射器件的制作主要利用自组织生长方法在图形衬底上结合光学微腔结构实现。采用金字塔形衬底制备量子点可实现量子点的高定位生长, 该方法易于制备和隔离单光子源量子点。利用金字塔形衬底不但可以解决多个量子点占据同一个位置的问题, 而且在金字塔形衬底上制备的量子点有利于光子的发射和收集。
光学设计 量子点 定位生长 金字塔形衬底
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春130022
2 浙江亿米光电科技有限公司, 浙江,嘉兴 314100
3 上海应用技术学院 理学院, 上海201418
利用倒装芯片制备LED灯丝, 并对其光学、热学的均匀性进行测试分析。采用BM-7瞄点式亮度计和Fluke Ti32成像热仪, 分别对灯丝亮度、色温和表面温度进行测试。实验测得灯丝正面的亮度与色温均高于反面, 测得灯丝反面的温度大于正面。灯丝亮度与表面温度均呈现朗伯分布。通过TracePro光学软件和FloEFD热学软件对LED倒装芯片灯丝分别进行光学和热学模拟, 模拟得到的光照度与温度分布与测试结果相同。灯丝光照度和温度均呈现中间高两端低的分布情况, 两端亮度约为中间的74.4%, 灯丝两端与中间的最大温差为12.4 ℃ , 说明倒装灯丝具有良好的光学均匀性和散热性能, 作为一种新型LED光源灯是可行的。
倒装芯片 LED灯丝 光学 热学 均匀性 flip chip LED filament optics thermology uniformity
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 浙江亿米光电科技有限公司, 浙江 嘉兴 314100
3 上海应用技术学院 理学院, 上海 201418
基于交流(AC)110V发光二极管(LED)芯片制备了立体发光灯片, 并对AC LED的光学均匀性和热学均匀性进行研究。通过改变荧光粉胶的配比来提高正反面的光学均匀性, 研究发现, 当立体灯片反面的荧光粉胶与正面的比例达到30%时, 立体发光灯片反面的光通量与正面的比值最大, 且正反面的色温差最小, 其荧光粉的激发是最好的。另外, 测试4种样品的发光角度, 发现其发光角度分布相似, 而发光强度与积分球测试得到的光通量比值也相近。同时对热学均匀性进行研究, 发现正反面荧光粉胶配比达到30%时, 该立体灯片的稳态温度最低, 转化的热量最小, 其相对应的光通量最高, 使得立体灯片的热学均匀性更好。
交流发光二极管 立体发光 光学 热学 光通量 均匀性 alternating current light emitting diode three-dimensional light-emitting optics thermology luminous flux uniformity
Author Affiliations
Abstract
National Key Lab of High Power Semiconductor Lasers, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
To investigate the relationship between indium content and optical properties during epitaxial growth of an InGaAs/GaAs single quantum well (SQW), simulation and experiments are demonstrated. The epitaxial growth is demonstrated with low-pressure metal–organic chemical vapor deposition. Photoluminescence (PL) spectroscopy is applied to research the PL properties at room temperature. The In/(In+Ga) varies from 0.24 to 0.36, resulting in an increasing of the full-width half-maximum (FWHM) with the wavelength exhibiting a red-shift. A SQW with an In/(In+Ga) of 0.36 is manufactured, where a FWHM of 23.9 meV is obtained. An InGaAs SQW sandwiched by GaAsP is prepared, which is observed to exhibit a diminished FWHM of 17.0 meV with the wavelength revealing a blue-shift.
Chinese Optics Letters
2015, 13(Suppl): S21602
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022
利用LASTIP软件理论分析了有源区量子阱数目对不同组分的InGaAsSb/AlGaAsSb 2 μm半导体激光器能带、电子与空穴浓度分布以及辐射复合率等性能参数的影响。研究表明：量子阱的个数是影响激光器件性能的关键参数，需要综合分析和优化。量子阱数太少时，量子阱对电子束缚能力弱，电子在p层中泄漏明显，辐射复合率低。量子阱数过多时，载流子在阱内分配不均匀，p型层中电子浓度升高，器件内损耗加大，辐射复合率下降。结合对外延材料质量的分析，InGaAsSb/AlGaAsSb 半导体激光器有源区最优量子阱数目为2~3。该研究结果可合理地解释已有实验报道，并为2 μm半导体激光器结构设计提供理论依据。
多量子阱激光器 有源区量子阱数目 数值模拟 MQW laser quantum well number in the active region numerical simulation
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春 130022
为了降低2μm半导体激光器的阈值电流并提高器件的输出功率, 设计了InGaAsSb/AlGaAsSb应变补偿量子阱结构, 并利用SimLastip软件对器件进行了数值模拟。研究表明, 在势垒中适当引入张应变可以改善量子阱的能带结构, 提高对载流子的限制能力。当条宽为120μm、腔长为1000μm时, 采用应变补偿量子阱结构的激光器的阈值电流为91mA, 斜率效率为0.48W/A。与压应变量子阱激光器相比, 器件性能得到明显的改善。
应变补偿 临界厚度 能带结构 增益 阈值电流 InGaAsSb/AlGaAsSb InGaAsSb/AlGaAsSb strain-compensated critical thickness band structure gain threshold current
