Author Affiliations
Abstract
1 School of Microelectronics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Department of Electrical and Computer Engineering, University of California San Diego, La Jolla, CA 92037, USA
3 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
The AlGaN-based deep ultraviolet (DUV) light-emitting diode (LED) is an alternative DUV light source to replace traditional mercury-based lamps. However, the state-of-the-art DUV LEDs currently exhibit poor wall-plug efficiency and low light output power, which seriously hinder their commercialization. In this work, we design and report a tunnel-junction-cascaded (TJC) DUV LED, which enables multiple radiative recombinations within the active regions. Therefore, the light output power of the TJC-DUV LEDs is more than doubled compared to the conventional DUV LED. Correspondingly, the wall-plug efficiency of the TJC-DUV LED is also significantly boosted by 25% at 60 mA.
deep ultraviolet LED tunnel junction wall-plug efficiency AlGaN Chinese Optics Letters
2021, 19(8): 082503
1 华中科技大学 武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
多量子阱红外探测器是一种新型的利用子带跃迁机制的探测器件，具有非常高的设计自由度。GaN/Al(Ga)N量子阱由于大的导带带阶，超快的电子驰豫时间，超宽的红外透明区域以及高的声子能量，使得其成为继GaAs量子阱红外探测器之后又一潜在的探测材料结构。文中详细综述了国内外关于GaN基量子阱红外子带吸收及其探测器件的研究进展。首先介绍了量子阱红外探测器的工作原理及其选择定则，接着从极性GaN基多量子阱、非极性或半极性GaN基多量子阱以及纳米线结构GaN基多量子阱三个方面回顾当前GaN基多量子阱红外吸收的一些重要研究进展，包括了从近红外到远红外甚至太赫兹波段范围的各种突破。最后回顾了GaN基多量子阱红外探测器件的研究进展，包括其光电响应特性和高频响应特性，并对其未来的发展进行总结和展望。
GaN 量子阱 红外探测器 子带跃迁吸收 GaN quantum well infrared photodetector intersubband transition absorption 红外与激光工程
2021, 50(1): 20211020
华中科技大学,武汉光电国家研究中心，武汉 430074
深紫外光源在杀菌消毒、生化检测、紫外固化、紫外通信等方面具有巨大的应用前景，基于AlGaN半导体的深紫外发光二极管(LED)因具有无毒、体积小、能耗低、寿命长、波长可调等优势，得到了广泛的关注和研究。经过近二十年的研究开发，AlGaN基深紫外LED无论是发光效率和器件寿命都得到了巨大的提升，已逐步开始商业化。然而，相对于GaN基蓝光LED，目前AlGaN基深紫外LED的效率仍旧非常低，还有很大的提升空间。本文首先介绍了深紫外LED的发展现状，并分析了导致器件效率低的原因。然后，分别从内量子效率、光提取效率以及电光转换效率三个方面对目前AlGaN基深紫外LED的研究状况进行了系统的回顾，总结了目前提高发光效率的各种手段和方法。最后对AlGaN基深紫外LED的未来发展进行了展望。
深紫外LED 内量子效率 光提取效率 电光转换效率 AlGaN AlGaN deep ultraviolet light emitting diode internal quantum efficiency light extraction efficiency wallplug efficiency
1 广西大学 物理科学与工程技术学院, 广西相对论天体物理重点实验室, 光电子材料与探测技术实验室, 广西 南宁 530004
2 华中科技大学 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
通过椭偏仪对生长在蓝宝石上的不同厚度氮化铝薄膜的变温光学性质进行了研究, 并采用托克-洛伦兹模型对椭偏实验数据进行了拟合分析, 精确得到了氮化铝薄膜的厚度和光学常数(折射率n, 消光系数k)等.研究的结果表明: 相比薄的氮化铝薄膜, 厚的氮化铝薄膜的折射率较大.随着温度的升高, 氮化铝的折射率、消光系数和带隙会向低能端单调地移动(红移)；厚度对带隙随温度改变的影响较小, 对折射率则有一定的影响.
氮化铝 椭偏仪 厚度 温度 AlN Spectroscopic Ellipsometry thickness temperature
1 哈尔滨理工大学 测控技术与通信工程学院,黑龙江 哈尔滨150080
2 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州215123
3 苏州大学 功能纳米与软物质研究院,江苏 苏州215123
4 华中科技大学 武汉光电国家实验室,湖北 武汉430000
通过MOCVD和CVD生长技术，利用高Al组分AlGaN和单层石墨烯材料进行纵向集成，成功制备了日盲紫外-近红外双色探测器。在工作温度为室温、调制频率为209 Hz以及工作电压分别为10 V和5 V的工作条件下，所制备的双色探测器在紫外波段263 nm处的响应度为5.9 mA/W，在近红外波段1.15 μm处的响应度为0.67 mA/W，并且探测器的响应度均随着工作电压的增加而增大。
石墨烯 紫外-红外双色探测器 AlGaN AlGaN graphene UV-IR dual-color detector
1 华中科技大学光学与电子信息学院武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
2 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室, 上海 200083
通过结合电磁波在周期性纳米材料中的传播特性以及阿贝完备成像理论中的阿贝正弦条件，提出了一种快速测试光子等频图和能带结构的测试技术和光学检测系统。将无限筒长显微物镜作为一种把波矢空间直接转换到实空间的变换器件,并通过配备二维面阵CCD的光栅光谱仪实现了对周期性纳米材料的等频图和能带结构的一次性拍照，真正实现了方便、快速和无损的探测技术。利用自行搭建的测试系统对用自组装方法制备的二维周期性纳米材料进行了相关光学测试，通过实验测试结果和相关理论计算的对比验证了系统的可行性和可靠性，从而说明该光学系统在研究周期性纳米材料的光学特性方面具有一定的优势。
测量 光子晶体 阿贝正弦条件 光子等频图 光学学报
2014, 34(12): 1212004
