作者单位
摘要
1 西北大学 信息科学与技术学院, 西安 710127
2 上海精密计量测试研究所, 上海 201109
3 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
针对p型GaN IMPATT制造工艺仍未成熟,提出了一种In04Ga06N/GaN n-n型异质结构来取代常规p-n结构,使GaN IMPATT二极管工作在IMPATT模式下。研究了这种n-n型In04Ga06N/GaN碰撞电离雪崩渡越时间(IMPATT)二极管的噪声特性,与同等条件下的传统GaN基p-n结IMPATT二极管作比较。结果表明,在不同偏置电流密度和不同InGaN层厚度下,该器件的噪声特性均好于传统p-n结构。结合器件交流输出特性可以得知,In04Ga06N/GaN同型异质结IMPATT器件不仅在功率效率上优于GaN p-n结构,其噪声性能表现亦优于传统GaN p-n结构,特别是在高频段的噪声特性优势更加明显。该研究可以为GaN基IMPATT器件的设计提供更多的思路和参考。
异质结 均方噪声电压 噪声测度 InGaN/GaN InGaN/GaN heterojunction IMPATT IMPATT mean square noise voltage noise measure 
微电子学
2022, 52(3): 459
庞磊 1,2,3程洋 2,3赵武 2,3谭少阳 2,3[ ... ]周大勇 3
作者单位
摘要
1 四川大学 电子信息学院,四川 成都 610065
2 苏州长光华芯光电技术股份有限公司,江苏 苏州 215163
3 材料科学姑苏实验室,江苏 苏州 215123
中红外量子级联激光器在红外对抗、痕量气体检测、自由空间光通信等领域具有广阔的应用前景,采用MOCVD生长量子级联激光器的方法具有生产效率高、可做再生长、便于多组分生长等优点。报道了可室温连续波工作的中红外量子级联激光器,波长4.6 μm,采用MOCVD生长应变补偿的InGaAs/InAlAs材料。实验探究了不同掺杂对芯片性能的影响,通过优化掺杂浓度提升了器件性能。腔长3 mm,脊宽13 μm的芯片在288 K的温度下,脉冲模式下最大峰值功率达到722 mW,电光转换效率和阈值电流密度分别为6.3%和1.04 kA/cm2,在连续模式下功率输出达到364 mW。文中成功实现了用MOCVD生长中红外量子级联激光器,为中红外波段的激光应用提供了技术支撑。
中红外 量子级联激光器 金属有机物化学气相沉积 掺杂优化 连续波工作 mid-infrared quantum cascade laser MOCVD doping optimization continuous-wave operation 
红外与激光工程
2022, 51(6): 20210980
作者单位
摘要
1 西北大学 信息科学与技术学院,西安 710127
2 西北大学 物理学院,西安 710127
随着生物传感器应用的日益广泛,对新型生物传感器的开发已成为世界科技发展的重要战略。作为直接宽禁带半导体的氧化锌(ZnO),因具有无毒性、生物相容性良好、物理化学性能稳定等优异性能而被应用于电子器件、光电子器件、生物传感器等领域,尤其基于纳米ZnO的生物传感器研究已成为防疫和医疗领域的一个新热点。本文介绍了目前纳米ZnO的几种主要制备方法(包括水热法、磁控溅射法、溶胶凝胶法和原子层沉积法等)及其优缺点,对比分析了所制备ZnO的优异性能尤其增强性能的方法(如优化工艺、掺杂、复合、异质结等)。着重阐述了纳米ZnO材料在生物传感器领域的应用,根据其信号处理元件的工作原理不同,将ZnO纳米材料所制备的生物传感器分为电化学生物传感器、光学生物传感器、压电生物传感器、热学生物传感器等,分别详细介绍了其结构、工作原理及其对生物检测的突出性能与发展现状。最后,对纳米ZnO生物传感器目前所面临的挑战和未来的发展趋势进行了总结和展望。
氧化锌 生物传感器 纳米材料 光学传感器 电化学传感器 Zinc oxide Biosensors Nanomaterials Optical sensors Electrochemical sensors 
光子学报
2022, 51(10): 1016001
作者单位
摘要
1 西北大学 信息科学与技术学院, 西安 710127
2 上海精密计量测试研究所, 上海 201109
3 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
利用p型宽带隙材料SiC替代p型GaN, 制作了一种p-SiC/n-GaN异质结双漂移(DDR)IMPATT二极管。对器件的交流大信号输出特性进行数值模拟仿真。结果表明, 相比传统GaN单漂移(SDR)IMAPTT二极管, p-SiC/n-GaN新结构DDR器件的击穿电压、最佳负电导、交流功率密度和直流-交流转换效率都获得了显著提高, 器件具有更宽的振荡频带。该器件新结构在交流功率密度方面具有显著的应用潜力, 交流功率密度达到1.97 MW/cm2。该二极管是基于宽带隙半导体材料设计, 这为GaN、SiC材料IMPATT器件的设计与制造提供参考价值。
双漂移 异质结 碳化硅 氮化镓 IMPATT二极管 DDR heterojunction SiC GaN IMPATT diode 
微电子学
2022, 52(1): 125
作者单位
摘要
1 西北大学 信息科学与技术学院, 西安 710127
2 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
提出了一种In04Ga06N/GaN同型异质结构IMPATT二极管。传统GaN基IMPATT器件中存在P型GaN制造工艺不成熟的问题, 本研究方案可成为GaN基IMPATT器件的替代设计方案。详细研究了In04Ga06N/GaN异质结和PN结两种不同结构IMPATT二极管的直流、交流输出特性。结果表明, In04Ga06N/GaN IMPATT二极管在不使用P型GaN的情况下, 可达到优于传统PN结IMPATT二极管的性能。
效率 同型异质结 铟镓氮 IMPATT二极管 efficiency homo-heterojunction InGaN IMPATT diode 
微电子学
2021, 51(6): 923
Huan Wang 1,2,3Lu Guo 1,2,3Wu Zhao 1,2,3Guangcan Chen 1,2,3[ ... ]Lingjuan Zhao 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, 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 Beijing Key Laboratory of Low Dimensional Semiconductor Materials and Devices, Beijing 100083, China
We report a distributed-Bragg-reflectors-based 4 × 40 GHz mode-locked laser diode (MLLD) array monolithically integrated with a multimode interference (MMI) combiner. The laser produces 2.98 ps pulses with a time-bandwidth product of 0.39. The peak wavelength of the MLLD array can be tuned by 8.4 nm while maintaining a good mode-locked state. The four mode-locked channels could work simultaneously with the peak wavelength interval around 3 nm.
140.5960 Semiconductor lasers 140.4050 Mode-locked lasers 
Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111402
Author Affiliations
Abstract
1 Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratory, Nanjing Electronic Devices Institute, Nanjing 210016, China
2 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
In this Letter, we reported the preliminary results of an integrating periodically capacitive-loaded traveling wave electrode (CL-TWE) Mach–Zehnder modulator (MZM) based on InP-based multiple quantum well (MQW) optical waveguides. The device configuration mainly includes an optical Mach–Zehnder interferometer, a direct current electrode, two phase electrodes, and a CL-TWE consisting of a U electrode and an I electrode. The modulator was fabricated on a 3 in. InP epitaxial wafer by standard photolithography, inductively coupled plasma dry etching, wet etching, electroplating, etc. Measurement results show that the MZM exhibits a 3 dB electro-optic bandwidth of about 31 GHz, a Vπ of 3 V, and an extinction ratio of about 20 dB.
130.3120 Integrated optics devices 250.4110 Modulators 230.4205 Multiple quantum well (MQW) modulators 
Chinese Optics Letters
2019, 17(6): 061301
作者单位
摘要
西北大学 信息科学与技术学院, 陕西 西安710127
采用溶胶-凝胶技术,在Si(110)衬底上制备了Mg、Mn掺杂外延生长的Zn1-xMgxO和Zn1-xMnxO薄膜,通过XRD、AFM、PL等考察不同杂质浓度对薄膜结晶质量和发光性能的影响。结果表明:Zn1-xMgxO和Zn1-xMnxO薄膜均具有较高的Tc(002)结构系数和较为光滑、平整的表面形貌。掺杂使得薄膜的紫外发光峰向短波方向移动至365 nm左右,同时Zn1-xMnxO薄膜的室温可见光发射得以有效地钝化,使其近带边紫外光发射与深能级可见光发射比例高达56,极大地提高了薄膜紫外发光性能。并对掺杂薄膜紫外发光蓝移和Zn1-xMnxO薄膜室温可见光发射的猝灭机理进行了深入探讨,得出掺杂组分为Zn0.85Mg0.15O、Zn0.97Mn0.03O时,薄膜具有最强的紫外光发射性能。
溶胶-凝胶技术 Zn1-xMgxO薄膜 Zn1-xMnxO薄膜 光致发光 sol-gel Zn1-xMgxO films Zn1-xMnxO films photoluminescence(PL) 
发光学报
2009, 30(5): 624
作者单位
摘要
1 西北大学 信息学院,西安 710127
2 中国科学院西安光学精密器械研究所,西安 710119
采用溶胶凝胶法成功地制备出氮化镓薄膜.以单质镓为镓源制备镓盐溶液、柠檬酸为络合剂制备出前驱体溶胶,再甩胶于Si(111) 衬底上,在氨气氛下热处理制备出GaN薄膜.X射线衍射(XRD)分析及选区衍射分析(SAED)表明所制备的薄膜是六角纤锌矿结构GaN薄膜;XPS分析其表面,结果显示样品中的镓元素、氮元素均以化合态存在,且Ga:N约为1:1;PL谱分析结果表明所制备的薄膜具有优良的发光性能.
氮化镓薄膜 溶胶-凝胶 六角纤锌矿结构 GaN flims Sol-gel Hexangularwurtzite structure 
光子学报
2009, 38(1): 171
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 西北大学 信息科学与技术学院,西安 710069
以甲烷、硅烷和氢气为反应气体,采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法在单晶硅衬底上沉积纳米晶体碳化硅(SiC)薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对SiC薄膜的晶体结构和表面形貌进行分析.实验发现氢气流量对碳化硅薄膜晶粒尺寸有很大影响,当氢气流量从10SCCM变化到300SCCM时,薄膜晶粒的平均尺寸将由较大的400 nm左右减小到40 nm左右.
纳米晶体 SiC薄膜 氢气流量 Nano-crystalline SiC thin film HFCVD HFCVD Hydrogen flow rate 
光子学报
2009, 38(4): 823

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