1 浙江经济职业技术学院 汽车技术学院,杭州 310018
2 浙江理工大学 机械工程学院,杭州 310018
3 浙江大学 信息与电子工程学院,杭州 310027
设计并制备了一种基于忆阻器结构且具有可编程特性的Ge基光控晶体管，它由两个结构为Ni/Ge/GeOx/Al2O3∶HfO2/Pd的忆阻器背对背组成，共用阻变层GeOx/Al2O3∶HfO2、衬底Ge和底电极Ni，阻变层的设计是实现光控晶体管功能的关键。两个顶电极Pd作为光控晶体管源漏极，中间区域作为栅极接受外加光源的栅控。探究了Ge基忆阻器光电响应特性，并实现光控晶体管基于光源栅控的输出与转移特性。进一步地，探究了器件的物理机制并验证设计的科学性和可行性。该光控晶体管具有非易失性与标准CMOS工艺兼容性等优势，能有效简化器件制备工艺、降低制造成本，可为下一代光电芯片研发提供参考。
锗 忆阻器 光控晶体管 光电特性 器件物理 氧空位缺陷态 能带结构 非平衡载流子 Ge memristor phototransistor photoelectric characteristic device physics oxygen vacancy defect energy band structure non-equilibrium carriers
1 西安交通大学 宽禁带半导体材料与器件研究中心, 西安 710049
2 西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
为了评估基于瞬态光栅的全光高速相机系统中激发光强与图像信号之间的对应关系，验证基于磷化铟（InP）建立该相机的可行性。针对InP材料从理论上分析了从光子入射激发载流子，到载流子影响折射率，再到折射率影响衍射效率过程中各物理量值之间的关系；并建立了基于衍射光收集的图像探测系统获取InP内部的瞬态光栅分布图像。理论结果给出了针对InP材料的激发光强与载流子浓度的关系，探针激光为 1064 nm时载流子浓度与折射率之间的关系，以及瞬态光栅为矩形光栅时折射率与衍射效率之间的关系，特别指出在基于InP和1064 nm探针激光的高速相机系统中，若时间分辨为1 ps量级，对于532 nm激发光，系统的灵敏度为1.3×105 W·cm-2量级。实验结果证明了基于InP和1064 nm探针光可以建立全光高速相机系统，并根据所获得图像得出系统的空间分辨好于5.04 lp/mm。
非平衡载流子 折射率 瞬态光栅 全光高速相机 non-equilibrium carriers refractive index transient grating all optical high-speed camera 强激光与粒子束
2016, 28(8): 28084005
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
2 上海交通大学 微电子学院,上海 200240
运用时域太赫兹波谱法,低温(10 K)高电场下本征砷化镓中受飞秒激光脉冲激发的电子所辐射出的太赫兹波被准确地测量出来。从样品中辐射出的和电子加速度/减速度成正比的太赫兹电磁波,表现出双极特性。通过分析砷化镓中辐射出的太赫兹波的傅里叶变换谱,在实验上得到阶跃电场下的砷化镓内因电子谷间散射而引起的增益极限频率,可以达到约750 GHz(10 K)。同时通过测量极限频率和温度的关系,发现极限频率是电子经由纵光学声子从L谷到Γ谷的散射能量弛豫过程所需要的时间决定的。通过理论计算电子在Γ谷的弹道加速、电子谷间散射和电子经由纵光学声子连续散射在Γ谷的弛豫等过程的时间得出的增益极限频率与实验值吻合得较好。
光谱学 砷化镓 电子谷间散射 增益 时域太赫兹波谱法 非平衡载流子
1 上海理工大学光学与电子信息工程学院, 上海 200093
2 上海交通大学微电子学院, 上海 200240
利用时域太赫兹波谱系统，研究了超高电场下砷化镓中的非平衡载流子的动态运动过程。研究发现，当电场小于50 kV/cm时，电子运动所辐射出的太赫兹波信号的最初峰值ΔETHz(对应电子在Γ谷中的加速)随着电场的增加不断增大; 当电场大于50 kV/cm时，ΔETHz随着电场的增大逐渐衰减并最终达到饱和。这一实验结果表明，当电场强度大于50 kV/cm时，由砷化镓中的电子的有效加速质量随着电场的增加而显著地增加(在300 kV/cm的情况下电子的有效加速质量约为低电场时的30倍)。导致这一结果的原因是在超高电场的情况下砷化镓中的能带会发生强烈的混合。
测量 电子飞秒加速 非平衡载流子 时域太赫兹波谱法
