作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所, 北京 100083
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东青岛 266555
光电导天线作为太赫兹时域光谱仪产生与探测太赫兹辐射的关键部件, 具有重要的科研与工业价值。本文采用分子束外延 (MBE)方法制备 InGaAs/InAlAs超晶格作为 1 550 nm光电导天线的光吸收材料, 使用原子力显微镜、光致发光、高分辨 X射线衍射等方式验证了材料的高生长质量; 通过优化制备条件得到了侧面平整的台面结构光电导天线。制备的光电导太赫兹发射天线在太赫兹时域光谱系统中实现了 4.5 THz的频谱宽度, 动态范围为 45 dB。
太赫兹时域光谱仪 光电导天线 分子束外延 InGaAs/InAlAs超晶格 terahertz time-domain spectrometer photoconductive antenna Molecular Beam Epitaxy InGaAs/InAlAs superlattices 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(12): 1403
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 超晶格国家重点实验室,北京 100083
2 中国科学院大学 材料学院与光电技术学院,北京 101408
用分子束外延系统(MBE)生长高质量GaSb基AlInAsSb四元数字合金制作雪崩光电二极管(APD)。为了克服随机体材料生长方式发生的偏析现象,采用迁移增强的数字合金生长方式,其快门顺序为AlSb,AlAs,AlSb,Sb,In,InAs,In,Sb。其高分辨率X射线衍射(HRXRD)曲线显示出尖锐的卫星峰,并显示出几乎完美的晶格匹配,其原子力显微镜(AFM)图像上也可以观察到光滑的表面形貌。使用优化的数字合金生长方式,制备了分离吸收、渐变、电荷和倍增(SAGCM)型的AlInAsSb数字合金APD。在室温下,器件在95%击穿时,暗电流密度为0.95 mA/cm2,击穿前最大稳定增益高达~100,其器件的高性能显示出光电领域进一步发展的潜力。
雪崩光电二级管 分子束外延 AlInAsSb 四元数字合金 avalanche photodiodes(APD) molecular beam epitaxy(MBE) AlInAsSb quaternary digital alloys 
红外与毫米波学报
2021, 40(2): 172
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 超晶格国家重点实验室,北京 100083
2 中国科学院大学 材料学院与光电技术学院,北京 101408
利用分子束外延的方法在GaSb衬底上生长GaSb热光伏电池单元,制作了两种不同的1 cm×1 cm面积尺寸的热光伏电池单元,它们有着不同的电极形状。通过不断优化分子束外延的生长条件,以期得到高质量的GaSb外延层。AFM图中显示的表面形貌表明器件有着高质量的外延层,其表面形貌的RMS只有1.5 Å (1 Å=0.1 nm)。测量和比较了两种热光伏电池的器件特性,包括开路电压、短路电流密度、光电转换效率、填充因子以及暗电流密度。在一个模拟太阳光照射下,热光伏电池单元有着0.303 V的开路电压和27.1 mA/cm2的短路电流密度。和只有简单电极形状的热光伏电池单元进行对比,有栅形电极形状的热光伏电池单元在短路电流密度和填充因子上具有更优异的表现。在红外光的照射下,有栅形电极形状的热光伏电池达到了一个最优的填充因子56.8%。
GaSb thermophotovoltaic (TPV) cell open-circuit voltage short-circuit current density fill factor 锑化镓 热光伏电池 开路电压 短路电流密度 填充因子 
红外与激光工程
2021, 50(3): 20200224
袁野 1,2苏向斌 1,2杨成奥 1,2张一 1,2[ ... ]牛智川 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室,北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院,北京 100049
3 北京量子信息科学研究院,北京 100193
4 山西大学 物理与电子工程学院 固体量子材料中心实验室,山西太原 030006
通过MBE外延系统生长了1.3 μm的GaAs基InAs量子点激光器.为了获得更好的器件性能,InAs量子点的最优生长温度被标定为520 ℃,并且在有源区中引入Be掺杂.制备了脊宽100 μm,腔长2 mm的激光器单管器件,在未镀膜的情况下,达到了峰值功率1.008 W的室温连续工作,阈值电流密度为110 A/cm-2,在80℃下仍然可以实现连续工作,在50 ℃以下范围内,特征温度达到405 K.
量子点激光器 分子束外延 特征温度 中红外 quantum dot laser molecular beam epitaxy characteristics temperature mid-infrared 
红外与毫米波学报
2020, 39(6): 667
崔晓然 1,2吕红亮 1李金伦 2,3苏向斌 2,4[ ... ]牛智川 2,5
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 微电子学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院半导体研究所 超晶格实验室, 北京 100083
3 中国人民解放军陆军工程大学石家庄校区 导弹工程系, 河北 石家庄 050003
4 西北大学 光子学与光子技术研究所, 陕西 西安 710069
5 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
采用分子束外延设备(MBE), 外延生长了InAs/AlSb二维电子气结构样品.样品制备过程中, 通过优化AlGaSb缓冲层厚度和InAs/AlSb界面厚度、改变AlSb隔离层厚度, 分别对比了材料二维电子气特性的变化, 并在隔离层厚度为5 nm时, 获得了室温电子迁移率为20500 cm2/V·s, 面电荷密度为2.0×1012/cm2的InAs/AlSb二维电子气结构样品, 为InAs/AlSb高电子迁移率晶体管的研究和制备提供了参考依据.
二维电子气 迁移率 高电子迁移率晶体管(HEMT) 分子束外延(MBE) 2DEG mobility high electron mobility transistor (HEMT) molecular beam epitaxy (MBE) 
红外与毫米波学报
2018, 37(4): 385
李金伦 1,2,*崔少辉 1徐建星 2,3袁野 2,3[ ... ]牛智川 2,3
作者单位
摘要
1 中国人民解放军军械工程学院 导弹工程系, 河北 石家庄 050003
2 中国科学院半导体研究所 超晶格实验室, 北京 100083
3 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
4 西北大学 光子学与光子技术研究所, 陕西 西安 710069
采用分子束外延技术(MBE)对GaAs/AlxGa1-xAs二维电子气(2DEG)样品进行了制备, 样品制备过程中, 通过改变Al的组分含量、隔离层厚度、对比体掺杂与δ掺杂两种方式, 在300 K条件下对制备的样品进行了霍尔测试, 获得了室温迁移率7.205E3cm2/Vs, 载流子浓度为1.787E12/cm3的GaAs/AlxGa1-xAs二维电子气沟道结构, 并采用Mathematica软件分别计算了不同沟道宽度时300 K、77 K温度下GaAs基HEMT结构的太赫兹探测响应率, 为HEMT场效应管太赫兹探测器的研究和制备提供了参考依据.
高电子迁移率晶体管 二维电子气 迁移率 太赫兹探测器 HEMT 2DEG mobility THz detector 
红外与毫米波学报
2017, 36(6): 790

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