中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室，上海200050
介绍了我们基于InP衬底采用无锑材料体系开展的2~3 μm波段激光器及光电探测器方面的持续探索，包括采用赝配三角形量子阱方案的2~2.5 μm波段I型InGaAs多量子阱激光器、采用虚拟衬底异变方案的2.5~3 μm波段I型InAs多量子阱激光器、以及截止波长大于1.7 μm的高In组分InGaAs光电探测器等，这些器件结构均采用GSMBE方法生长，其中2.5 μm以下波长的激光器已实现了高于室温的CW激射并获实际应用，2.9 μm波长的激光器也在热电制冷温度下实现了脉冲激射，含超晶格电子阻挡势垒层的截止波长2.6 μm InGaAs光电探测器暗电流显著减小，此类光电探测器材料已用于航天遥感焦平面组件的研制.
半导体激光器 光电探测器 磷化铟基 无锑 气态源分子束外延 semiconductor lasers photodetectors InP-based antimony-free gas source MBE
中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室，上海200050
采用气态源分子束外延在InP衬底上生长InAs/InGaAs数字合金应变补偿量子阱激光器.有源区的多量子阱结构由压应变的InAs/In0.53Ga0.47As数字合金三角形势阱和张应变的In0.43Ga0.57As势垒构成.X射线衍射测试表明赝晶生长的量子阱结构具有很高的晶格质量.在100K、130mA连续波工作模式下，激光器的峰值波长达到1.94μm，对应的阈值电流密度为2.58kA/cm2.随着温度升高，激光器的激射光谱出现独特的蓝移现象，这是由于激光器结构中相对较高的内部吸收和弱的光学限制引起最大增益函数斜率降低所导致的.
数字合金 量子阱 分子束外延 digital alloy quantum well molecular beam epitaxy
中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室,上海200050
采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中, 二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成, 然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法, 曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显影, 而曝光强度最弱区域的光刻胶则可以完全被保留下来.通过调节入射角, 可以方便地调节二维结构的周期.利用此方法, 在相对较大的面积上制备了不同周期的二维结构, 二维结构具有很好的均匀性和重复性.文章对有关的工艺参数进行了详细讨论.
全息光刻 二维光子晶体 柱形 二次显影 holographic lithography two dimensional photonic crystals column shape double developments
1 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所,上海 200050
2 信息功能材料国家重点实验室,上海 200050
1960年发明的固态激光器和气体激光器,1962年发明的双极型半导体激光器和1994年发明的单极型量子级联激光器(QCL)是激光领域的三个重大革命性里程碑。自1994年发明单极型QCL以来,目前已研制出波长覆盖2.63-360 μm,室温连续功率达瓦级的系列中远红外波段单极型QCL。本文对QCL的发明、激射机制、材料与激光器进行了综述性介绍。讨论了QCL及其在环境与气候监测、医学成像和检查及疾病诊断、通信、国土安全等战略新兴应用领域的研究现状和未来发展趋势。
半导体激光 量子级联激光器 分子束外延 中远红外
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海,200050
2 华东师范大学信息学院,上海,200062
研究了Si在AlxGa1-xAs(0≤x≤1)中的掺杂行为.为比较Al組份对Si掺杂浓度的影响,在用气态源分子束外延生长(GSMBE)掺Si n型AlxGa1-xAs(0≤x≤1)的所有样品时,n型掺杂剂Si炉的温度恒定不变.用Hall效应测量外延层的自由载流子浓度和迁移率,用X射线双晶衍射迴摆曲线测量外延层的组份.测试结果表明,当AlxGa1-xAs中Al组份从0增至0.38时,Si的掺杂浓度从4×1018 cm-3降至7.8×1016 cm-3,电子迁移率从1900 cm2/Vs 降至 100 cm2/Vs.这与AlxGa1-xAs材料的Γ-X直接-间接带隙的转换点十分吻合.在AlxGa1-xAs全组份范囲内,自由载流子浓度隨Al组份从0至1呈 "V"形变化,在X = 0.38处呈最低点.在x＞0.4之后,AlxGa1-xAs的电子迁移随Al组分的增加,一直维持较低值且波动幅度很小.
气态源分子束外延 Si掺杂 电学性质 组分 gas source molecular beam epitaxy AlGaAs AlxGa1-xAs Si-doped electrical properties composition
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050
2 Institute of Chemical Defence, Beijing 102205
The fine mid-infrared absorption features of dimethyl methylphosphonate vapor have been characterized by using Fourier transforms infrared spectroscopy, and the nitrous oxide was used for calibration purpose. The results show that the main P-O-C and P=O bonds related absorption bands of dimethyl methylphosphonate vapor are peaked at 1050.01 and 1275.76 cm^(-1) respectively, those two bands show continuous characteristics at resolution of 0.125 cm^(-1).
傅里叶变换光谱 光吸收 分子光谱 300.6300 Spectroscopy, Fourier transforms 300.1030 Absorption 300.6340 Spectroscopy, infrared 300.6390 Spectroscopy, molecular Chinese Optics Letters
2006, 4(10): 608
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海,200050
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能?牧瞎抑氐闶笛槭?上海,200050
采用气态源分子束外延方法及应用有源区同质结构及较薄的组分渐变InxGa1-xAs缓冲层,研制了波长扩展的InGaAs/InP光伏探测器系列,其室温下的截止波长分别约为1.9 μm,2.2 μm.和2.5 μm.对此探测器系列在较宽温度范围内的性能进行了细致表征,结果表明在室温下其R0A乘积分别为765,10.3和12.7 Ωcm2,比室温降低100K时其暗电流和R0A可改善约3个量级.瞬态特性测量表明此探测器系列适合高速工作,实测响应速度已达数十ps量级.
光伏探测器 短波红外 气态源分子束外延 InGaAs
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
2 上海交通大学物理系,上海 200030
砷化镓(GaAs)是太赫兹波段半导体异质结构激光器的重要材料之一，为了获得p型GaAs材料在远红外波段的光学特性，采用气态源分子束外延(GSMBE)技术在半绝缘GaAs(100)衬底上生长了掺Be的p型GaAs薄膜材料，其载流子浓度从1.54×1015～1.85×1019 cm-3。用远红外变换傅里叶光谱仪测量了其远红外反射光谱，并对反射光谱进行了理论模拟和分析，计算得出了不同空穴浓度的p型GaAs在远红外波段的折射率、消光系数和吸收系数。发现在这一波段消光系数和吸收系数均随着载流子浓度的增加而增大，吸收系数最大值可达到4.0×104 cm-1。
光学材料 光学常数 远红外反射光谱 p型GaAs
1 中国科学院上海光机所,上海 201800
2 中国科学院上海冶金所信息功能材料国家重点实验室,上海 200050
报道了用MBE生长的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱材料做成的宽条激光二极管的性能。室温下以脉冲方式工作,实现了83 mW的峰值功率输出,阈值电流为250 mA,典型峰值波长为2.00 μm左右。
中红外波段激光器 量子阱材料 MBE生长
