研制了以4H-SiC为基底材料的同面型光导开关,研究了磷离子注入对器件性能的影响。测试结果表明,采用磷离子注入能够有效降低电极处的体电阻,光导开关单位电极间隙的最小导通电阻为3.17 Ω /mm。实验研究了偏置电压和光脉冲能量对导通电阻的影响,在偏置电压10 kV、光能量为30.5 mJ的条件下,器件的输出功率超过2.0 MW。结果表明,研制的开关具有输出波形稳定、抖动小、功率大等特点。

采用钒掺杂半绝缘4H-SiC衬底, 利用磁控溅射在硅衬底上制备了Ni/Au金属电极, 并封装加工成同面型横向电极结构SiC光导开关, 研究了不同激光触发能量对光导开关光电响应及导通电阻的影响。用波长532 nm的激光作为触发源, 当激光触发能量从26.7 mJ增加到43.9 mJ时, 光导开关的导通电阻从295 Ω降低到197 Ω。利用复合理论推导出激光触发时导带中载流子浓度随时间的变化规律, 并利用MATLAB模拟计算了不同触发能量下开关的导通电阻, 得到了与实验较一致的结果。在此基础上, 提出了降低开关导通电阻的两种途径。

采用V掺杂半绝缘6H-SiC单晶衬底材料制备了平面电极型大功率SiC光导开关，用强度为150 μJ/mm2、波长为355 nm的脉冲激光对开关进行触发，在1~14 kV的外加电压范围内对光导开关的耐压特性、导通电阻等性能进行了研究。结果表明: 随着开关外加电压的升高，开关的电流峰值呈现不断增大的趋势，当开关外加电压为14 kV时，电流峰值达185 A，对应的光导开关峰值功率为2.59 MW，开关的导通电阻约为22 Ω。

采用2种电阻率的钒掺杂半绝缘6H-SiC晶体制作了横向结构的碳化硅光导开关，分别加载不同的偏压、并使用不同能量的激光触发开展光电导实验。对比实验结果表明：高暗态电阻率的碳化硅光导开关耐压特性远远优于低暗态电阻率的碳化硅光导开关，耐压从4 kV提高到了32 kV；但高暗态电阻率的开关导通电阻也较大，导通电阻为kΩ量级，比低暗态电阻率的碳化硅光导开关的近百Ω增加了1个量级。通过激光脉冲波形与光电流脉冲波形的比较，估算出2种光导开关的载流子寿命和载流子迁移率。将这2个参数与砷化镓光导开关进行比较，推导出低的载流子迁移率是碳化硅开关导通电阻较大的主要原因。在实验和分析的基础上改进设计，研制出了工作电压超过10 kV、工作电流超过90 A的碳化硅光导开关。

采用高质量半绝缘碳化硅(SiC)单晶材料制作了超快高耐压大功率SiC光电导开关。应用氟化氪准分子脉冲激光器作为激发光源,得到了脉宽为40 ns,上升沿为9.6 ns 的超快响应的电脉冲,开关的上升沿存在两个不同阶段。测试开关两端电压从1 kV到10 kV时开关导通的电压波形表明,开关的导通电阻随电压的增加不发生明显变化,开关在导通态时导通电阻在12 Ω左右。采用92 Ω精密电阻作为负载,计算得到开关两端外加11 kV电压时通过其电流峰值高达159 A,此时峰值功率达到1.4 MW,在此范围内未出现载流子饱和现象。