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
1 山东科技大学 机械电子工程学院,山东 青岛266590
2 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,天津300072
3 光电信息技术教育部重点实验室(天津大学),天津300072
为了实现基于光整流方式的室温下宽调谐高效率太赫兹源，设计了一种适于双波长CO2激光器共振子带跃迁泵浦的双阱嵌套形非对称量子阱结构，结构组分为Al0.5Ga0.5As/GaAs/Al0.2Ga0.8As，采用密度矩阵及迭代方法计算了其二阶非线性光整流系数χo(2)表达式，在导带为抛物线形和非抛物线形两种条件下对χo(2)进行对比研究。计算结果表明，其偶极跃迁矩阵元随量子阱总阱宽的增大而逐渐减小。当固定量子阱总阱宽及其中一束泵浦光波长不变时,χo(2)随着另一束泵浦光波长的增加，呈现出先增大后减小的变化趋势。当深阱为7 nm、总阱宽为23 nm、两束泵浦光相等为10.64 μm时,χo(2)达到最大值5.925×10-6 m/V；随着总阱宽的增大,χo(2)曲线呈现“红移”现象，其原因为量子限制效应导致了不同阱宽条件下的量子阱能级值差不同，从而造成满足泵浦光光子能量与能级差共振条件的变化。导带为抛物线形和非抛物线形两种条件下的χo(2)的最大值对应泵浦光波长基本相同,χo(2)数值上的差异主要由跃迁矩阵元的不同导致。
光学整流 子带跃迁 非对称量子阱 太赫兹波 optical rectification subband transitions asymmetric quantum well THz-wave
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
采用有效质量模型下的4×4 Luttinger-Kohn哈密顿量矩阵对In0.53Ga0.39Al0.08As/InxGa1-xAs0.9Sb0.1量子阱结构的能带进行了计算。求得了C1-HH1跃迁波长随In组分及阱宽的变化关系,并采用力学平衡模型计算了此应变材料体系在生长时的临界厚度。结果表明,在结构设计和材料生长中采用合适的材料组分和阱宽,在InP基InGaAlAs/InGaAsSb应变量子阱激光器中能够实现1.6～2.5 μm近中红外波段的激射波长。
激光器 应变量子阱 子带跃迁 锑化物 InP基半导体激光器
1 中国科学院半导体研究所,集成光电子国家重点实验室,北京,100083
2 中国科学院半导体研究所,半导体材料开放实验室,北京,100083
3 Gao
4 Physics Departimet, Lancaster University, UK
简要报道了自行研制的InGaAs/InAlAs量子级联激光器的制备及其主要特性.该器件具有增强型脊型波导结构，在80K时阈值电流为0.5A，相应的阈值电流密度为5KA/cm2.
量子级联 子带跃迁 激光器. quantum cascade subband transition laser.
