太赫兹（THz）波在物质检测方面发挥着巨大的作用, 是一种非常有潜力的生化传感工具。 但是传统的太赫兹时域光谱系统（TDS）结构复杂, 系统的集成度低, 占用空间较大。 所以, 如何对THz波进行有效引导、 实现集成化传输并得到高质量光谱就成为太赫兹光谱系统的研究热点。 太赫兹片上系统是将THz的产生、 传输以及探测都集成到同一芯片上, 然后通过相干探测的方法获得THz时域光谱。 它可以实现对多种样品的检测, 尤其在对难于取样的微量样品探测方面具有广泛的应用价值。 它无需光路准直, 操作简便, 成品率高。 两个研究工作都是基于低温砷化镓(LT-GaAs)外延片开展的。 首先将一根直径为200 μm的铜线固定在LT-GaAs外延片的上方, 通过真空蒸镀的方法制备出天线电极, 同时得到天线间隙, 研制出基于LT-GaAs外延片的THz天线。 利用波长为800 nm的飞秒激光对其进行测试, 得到了质量较高的THz信号, 验证了天线的实用性。 然后在另一外延片上利用光刻微加工工艺制作出传输线和微电极, 得到了集成的THz片上系统。 使用波长为1 550 nm的飞秒激光分别激发片上系统的太赫兹产生天线和探测天线, 天线产生的太赫兹波在传输线上传播, 在探测端同样得到了质量较高的THz时域信号, 证实了THz片上系统的可行性。 该方法省去了腐蚀牺牲层以及LT-GaAs薄膜的转移、 键合等步骤, 极大地提高了片上系统的成品率, 避免了薄膜转移过程中易破碎及腐蚀液存在毒性的问题。 最后, 研究了外加电压对从片上系统中获得的THz波性能的影响, 结果为电压越高, THz波的信号强度越强; 另外, 通过在传输线上方垂直放置铜箔的方法验证了THz波沿着传输线传播的事实。 该研究中采用的基于LT-GaAs外延片的片上系统的制备方法简单, 制作周期短, 制作过程安全, 应用领域广泛, 这为将来与微流控芯片相结合实现对液体样品的探测打下了基础。

作为宽禁带半导体器件, GaN基肖特基势垒二极管(SBD)有耐高压、耐高温、导通电阻小等优良特性, 这使得它在电力电子等领域有广泛应用。本文首先综述了SBD发展要解决的问题; 然后, 介绍了GaN SBD结构、工作原理及结构优化研究进展; 接下来,总结了AlGaN/GaN SBD结构、工作原理及结构优化研究进展, 并着重从AlGaN/GaN SBD的外延片结构、肖特基电极结构以及边缘终端结构等角度, 阐述了这些结构的优化对AlGaN/GaN SBD性能的影响; 最后, 对器件进一步的发展方向进行了展望。

为了研究SiO2对多层结构GaN外延片的热应力的影响，以直径d为Φ40 mm的GaN外延片为研究对象，利用有限元分析法分别对蓝宝石/AlN/GaN和蓝宝石/SiO2/AlN/GaN这两种光阴极组件外延片表面热应力进行理论计算和仿真。在其他结构参数相同的情况下，分别分析了两种光阴极组件外延片径向和厚度方向的应力分布，分析了外延片热应力分布及影响因素。分析结果显示: 在1 200 ℃的生长温度下，径向区域内的热应力分布比较均匀，厚度方向的热应力均在衬底和外延层的界面上发生突变。最后分析了外延片生长温度、蓝宝石衬底和GaN、AlN过渡层厚度对表面热应力的影响。

利用静电仪和HBM模型研究了GaN基LED外延片上芯片的抗静电性能, 并根据pn结势垒电容的特性, 对实验结果进行了分析。实验结果表明, 缺陷击穿与外延片的工艺有着密切的关系; 随着外延片上芯片尺寸的增大, 其抗静电能力也随之增强。